Eén mutatie verandert bacterie van profiteur in sociale microbe

Eén genetische mutatie is genoeg om de bodembacterie Myxococcus xanthus te veranderen van een profiteur in een team player. Dat blijkt uit een toevalstreffer tijdens een experiment van vier biologen van het Max Planck instituut voor ontwikkelingsbiologie in Tübingen. Bacteriekolonies die hun vermogen tot samenwerking verloren hadden gingen ten onder, maar in één enkel geval ontstond een stam ('feniks') die zijn vermogen tot samenwerken hervond. (Nature, 18 mei).

M. xanthus kan goed samenwerken. Als een kolonie van deze bacteriën wordt uitgehongerd pakken ze zich samen tot een bolvormig 'fruitlichaam' van circa 100.000 organismen. Binnenin ontstaat een beperkt aantal stressbestendige sporen. De rest offert zich op.

In petrischaaltjes gaven de Duitse biologen bacteriën duizend generaties lang overvloedig te eten. Daardoor ontstonden incompetente stammen die het vermogen hadden verloren om in moeilijke tijden fruitlichamen te vormen. De Duitsers ontdekten dat deze stammen er wel in slaagden om zich voort te planten als zij werden samengevoegd met hun voorouders die wel fruitlichamen konden vormen. Sterker, de incompetente stammen waren dan beter dan hun voorouders in staat om sporen te vormen die van het fruitlichaam profiteerden. Helaas resulteert dit mechanisme in 'evolutionaire zelfmoord' van de populatie: omdat de incompetente profiteurs zich beter voortplantten dan hun sociale verwanten ontstond een populatie die geen fruitlichaam kon vormen.

In één populatie voltrok het doemscenario zich niet. Daarin evolueerde een nieuwe stam ('fenix') die er wel in slaagde om vruchtlichamen te blijven vormen. Deze succesvolle populatie verschilt in slechts één enkele genetische mutatie van de populaties die tot uitsterven gedoemd waren. Het betreft een gen dat codeert voor het enzym acetyl transferase dat een cascade van veranderingen teweegbrengt die maakt dat M. xanthus weer kan samenwerken. Michiel van Nieuwstadt

    • Michiel van Nieuwstadt