GENOOM VAN CHOLERA-BACIL ONTCIJFERD

Amerikaanse wetenschappers hebben de volledige DNA-volgorde bepaald van Vibrio cholerae, de bacterie die cholera veroorzaakt (Nature, 3 augustus). Het levert inzicht in hoe de bacterie – anders dan andere diarree-veroorzakende bacteriën – kan overleven buiten haar menselijke gastheer om dan plotseling weer als epidemie om zich heen te slaan. De genenkaart van de cholerabacterie telt in totaal ruim vier miljoen letters en 3885 genen, en moet de komende jaren helpen nieuwe vaccins, geneesmiddelen en diagnostische hulpmiddelen voor de ziekte te ontwikkelen.

Vibrio cholerae is een kommavormige bacterie die zich voortdrijft door middel van een lange zwiepstaart. Onder mensen wordt het organisme vooral verspreid via het drinken van vervuild water in gebieden zonder goede waterleiding en riolering, of in rampgebieden waar zulke voorzieningen tijdelijk zijn uitgevallen.

De bacterie bevordert haar eigen verspreiding door gifstoffen te produceren die het darmslijmvlies prikkelen om water uit te scheiden, wat leidt tot hevige diarree. Zonder snelle toediening van extra vocht en zouten overlijden veel patiënten, met name jonge kinderen. In 1999 telde het Amerikaanse Centers for Disease Control wereldwijd meer dan 220 duizend besmettingen en bijna 8500 doden als gevolg van cholera.

De onderzoekers onder leiding van Claire Fraser van The Institute for Genomic Research in Rockville, Maryland, ontdekten dat de bacil niet één cirkelvormig chromosoom heeft – zoals de meeste bacteriën – maar twee. De grootste van het stel, met bijna drie miljoen genetische letters, blijkt de meeste genen te bevatten die voor de overleving van het organisme onontbeerlijk zijn. Ook de genen die de toxische eiwitten produceren liggen op dit grootste chromosoom.

Microbiologen hopen met behulp van de volledige genenvolgorde antwoord te kunnen geven op oude raadsels rond Vibrio cholerae, zoals de vraag hoe de bacterie weet te overleven in zeer uiteenlopende milieus; behalve in de slijmvliezen van de menselijke darm voelt de microbe zich ook thuis in vrij zout water en in het inwendige van een alg. De gepubliceerde genenkaart heeft al aanwijzingen opgeleverd: een relatief groot aantal genen zorgt voor een grote variëteit aan eiwitten die allerlei voedingsstoffen kunnen binnenhalen en verteren.

Minder duidelijk is hoe Vibrio cholerae aan zijn twee chromosomen komt. Sommigen zien in het ontcijferde DNA aanwijzingen dat één groot chromosoom zich ooit in tweeën heeft gesplitst; anderen menen dat het tweede chromosoom is begonnen als een `plasmide', een soort minichromosoompje dat bij veel bacteriën voorkomt. Bacteriën wisselen hun plasmiden dikwijls uit, wat mogelijk kan verklaren hoe Vibrio cholerae aan zijn ziekteverwekkende eigenschappen kwam. Naarmate de evolutie van de bacterie voortschreed, zouden meer genen zijn overgestoken van het grote naar het kleine chromosoom.

De cholera-bacil is een van de grootste, maar niet de eerste bacteriële ziekteverwekker waarvan de genetische code is ontrafeld. Sinds in 1995 de volledige DNA-volgorde van de bacterie Haemophilus influenzae werd gepubliceerd, volgden onder meer Helicobacter pylori, verantwoordelijk voor maagzweren, en de tuberculosebacil Mycobacterium tuberculosis.

    • Peter Vermij