BRITTEN IDENTIFICEREN GEN VOOR GRONDGEUR VAN BACTERIËN

Hoe weet een kameel in de uitgestrekte woestijn een verborgen waterbron te vinden? Zijn neus wijst hem de weg. De kameel ruikt op afstand de vluchtige stof geosmine, een product van de bodembacterie Streptomyces coelicolor. Zelfs de veel minder gevoelige mensenneus kan geosmine ruiken; het is de muffe geur van vers omgespitte aarde. Biochemici van het John Innes Centre in Norwich hebben een cruciaal bacterieel gen geïdentificeerd dat verantwoordelijk is voor de geosmine-productie (advanced online publicatie, Proceedings of the National Academy of Sciences 31 January).

Een jaar geleden hadden de onderzoekers samen met hun collega's van het Sanger Centre in Cambridge het volledige genoom van de Streptomyces coelicolor-bacterie opgehelderd (Nature, 9 mei 2002). De bacterie heeft een genoom van 8,7 miljoen basenparen, met daarin ongeveer 8000 genen. Van het overgrote deel van deze genen is nog geen functie bekend. Om uit te zoeken welke daarvan verantwoordelijk zijn voor de productie van geosmine maakten de onderzoekers eerst een selectie van mogelijke kandidaten. Ze schakelden genen uit met behulp van een nieuwe moleculaire techniek, waarbij zij gericht de beoogde genen konden uitknippen en vervangen door een stukje nieuw DNA.

Met behulp van een gaschromotograaf stelden zij vast welke bacterielijn niet langer meer in staat was geosmine te produceren. Dat bleek er maar één, en wel degene waarbij het zogeheten Cyc2-gen was uitgeschakeld. Het enzym Cyc2-synthase helpt waarschijnlijk bij de vorming van een ring in een langgerekt voorlopermolecuul. Daarna zijn er nog drie algemene enzymatische stappen nodig om het vluchtige molecuul geosmine te vormen. Met de identificatie van Cyc2 is voor het eerst een cruciale schakel in de biochemische productie van geosmine opgehelderd.

De Britten beogen met hun onderzoek uiteraard niet om met gemanipuleerde bacteriën die geen geosmine meer maken de waterbronnen in de woestijn onvindbaar te maken voor kamelen. Wel kan het uitschakelen van het geosmine-gen grote voordelen hebben in de productie van medicijnen door bacteriën. Streptomyces coelicolor is een veelgebruikt organisme bij de productie van antibiotica en tal van andere farmaceutische stoffen als antikankergeneesmiddelen, ontwormingsmiddelen en afweeronderdrukkende medicijnen. Met de stankoverlast die deze fabrieken vaak voor omwonenden veroorzaken kan nu wellicht definitief worden afgerekend.

Iets verder weg biedt de ontdekking van het gen misschien ook mogelijkheden om een oplossing te vinden voor problemen met de water- en viskwaliteit. Soms is de smaak van water en vis bedorven door geosmine, afkomstig van bodembeacteriën, algen en schimmels.