NIEUW ENZYM ONTDEKT VOOR BIOLOGISCHE BODEMSANERING

De Groningse microbiologe Astrid Mars heeft ontdekt dat sommige bacterien `per vergissing' aan de afbraak van de verkeerde chemicalien in het milieu beginnen, zonder dat het hun bruikbare energie oplevert.

Dergelijke `co-metabolische' reacties kunnen voor de betrokken micro-organismen zeer schadelijk zijn.

Mars, die op 16 oktober promoveerde aan de Rijksuniversiteit Groningen, onderzocht de biologische afbraak van trichlooretheen (tri) een gechloreerde koolwaterstof die in Nederland op grote schaal in de bodem en in het grondwater voorkomt door veelvuldig gebruik als onontvlambare ontvetter in de industrie en in chemische wasserijen. Tri is giftig en mogelijk kankerverwekkend. Er zijn geen bacterien bekend die tri als voedsel gebruiken. Wel blijken sommige bacterien, bijvoorbeeld Burkholderia cepacia, tijdens de afbraak van onder andere tolueen met behulp van aspecifieke enzymen per ongeluk ook tri te oxideren. Daarmee vergiftigt de bacterie zichzelf en verliest hij de concurrentieslag met andere tolueen-etende bodembacterien, die het verschil met tri wel zien.

De afbraakproducten van tri kunnen er zelfs toe leiden dat de bacteriestam de erfelijke informatie voor het afbraakproces kwijtraakt. Als er al tri in de bodem wordt afgebroken door bacterien, is dat dus een tijdelijk proces. Het houdt vanzelf op doordat de betrokken bacteriestammen zichzelf hiermee uitroeien of het vermogen verliezen om tri af te breken.

Naast Burkholderia cepacia onderzocht Mars ook Pseudomonas putida stammen, die tien jaar geleden in de Rijn werden ontdekt en zowel chloorbenzeen als tolueen bleken te lusten. Opmerkelijk is dat deze Pseudomonasbacterien voor beide stoffen dezelfde afbraakroute gebruiken. Veel andere bacteriesoorten hebben juist verschillende afbraakroutes voor tolueen en chloorbenzeen, maar kiezen vaak de verkeerde route. In een bodem die zowel chloorbenzeen als tolueen bevat, zullen de meeste potentiele schoonmakers dan ook snel vergiftigd worden, maar de Pseudomonasbacterien niet.

Het gen voor het betrokken enzym cbzE is inmiddels geisoleerd en gekloneerd. Dat opent voor biotechnologen de mogelijkheid om dit enzym zo te veranderen dat bodembacterien in de toekomst ook andere giftige stoffen, zoals de hardnekkige PCB's, kunnen afbreken zonder daardoor vergiftigd te raken.