STRALINGSBESTENDIGE BACTERIE HERSTELT DNA-SCHADE VOLLEDIG

Hoeveel ioniserende straling kan een organisme verdragen? Veel, als je Deinococcus radiocurans heet. Deze bacterie staat bekend vanwege zijn ongekende vermogen om DNA-schade door straling te herstellen. Een dosis van 17.500 gray (1 gray is 1 J/kg) veroorzaakt honderden breuken in de DNA-streng van de bacterie, maar die schade wordt binnen 24 uur volledig hersteld, zonder fouten. Een Amerikaanse groep genetici heeft het genoom van de bacterie D. radiodurans opgehelderd en afgeleid waarop het bijzondere vermogen van het meest stralingsbestendige organisme op aarde is terug te leiden. D. radiodurans blijkt alle DNA-herstel-mechnanismen in huis te hebben waarover een bacterie maar kan beschikken. Bovendien is elk systeem in meervoud aanwezig (Science, 19 nov).

D. radiodurans is een algemeen voorkomende bacterie. Hij is aangetroffen in bodems die rijk zijn aan organische voedingsstoffen, in dierlijke uitwerpselen, in bestraald en ingeblikt vlees, Antarctisch graniet, huisstof en bestraalde medische instrumenten. Uit de genoom-analyse blijkt dat het erfelijk materiaal van de bacterie bestaat uit ruim drie miljoen baseparen (1000 keer zo weinig als de mens), verdeeld over twee chromosomen en twee plasmiden. D.radiodurans blijkt over heel wat genen te beschikken die coderen voor DNA-herstel-eiwitten. Bovendien zijn die genen in meervoud aanwezig. Geen enkele bacterie heeft bijvoorbeeld zoveel DNA glycosylases (enzymen die beschadigde guanine-moleculen uit de DNA-streng verwijderen) als D. radiodurans. En de bacterie bezit 23 genen van de zogeheten Nudix-familie. Deze genen coderen voor eiwitten die reactieve groepen aan gemuteerde nucleotiden in de DNA-streng neutraliseren.

Verder ontdekten de Amerikanen bij D. radiodurans een uniek mechanisme. De bacterie sluist beschadigde nucleotiden de cel uit zodat ze niet opnieuw in een DNA-streng kunnen worden gezet. Daarnaast zijn er genen die ervoor zorgen dat de bacterie buitengewoon snel nieuwe nutriënten kan opnemen zodat de beschadigde en naar buiten geloodste moleculen snel worden vervangen. De bacterie is er helemaal op ingericht om stress, met name hoge doses straling, te overleven.

    • Marcel aan de Brugh