Wetenschappers geven oude micro-organismen de gelegenheid om opnieuw te evolueren. En wel door hun vele miljoenen jaren oude genen in moderne micro-organismen te plaatsen.

Wetenschappers hebben 500 miljoen jaar oude genen van bacteriën in de moderne bacterie Escherichia coli geplaatst. En met succes: de bacterie plant zich rap voort en inmiddels is deze al zo’n 1000 generaties verder.

Evolutie
Tot grote opwinding van de wetenschappers. “De mogelijkheid om een oud gen in een modern organisme te observeren terwijl het in een moderne cel evolueert, stelt ons in staat om te zien of het evolutionaire pad dat het reeds heeft afgelegd zich zal herhalen of dat het leven zich aanpast en een ander pad zal kiezen,” vertelt onderzoeker Betül Kaçar.

Genen
Aan het experiment is heel wat werk voorafgegaan. Eerst werd de oude genetisch sequentie van EF-Tu (Elongation Factor-Tu) in kaart gebracht. Dit is een proteïne dat bacteriën nodig hebben om te overleven. Nadat de genetische basis van het proteïne bekend was geworden, werd gekeken waar deze dan in de moderne bacterie moest worden geplaatst. Toen ook dat duidelijk was, werden er acht stammen bacteriën verzameld en werden de oude genen in deze bacteriën geplaatst. De bacteriën die bestonden uit oud en modern materiaal groeiden, maar wel aanzienlijk trager dan bacteriën die helemaal uit modern materiaal bestonden.

Wetenschappers aan het werk met de samengestelde bacteriën. Foto: Georgia Tech.

Groeien
“Het aangepaste organisme was niet zo gezond en fit als de moderne variant, tenminste: in het begin niet,” vertelt onderzoeker Eric Gaucher. De grote vraag was natuurlijk: zou de bacterie zich aan gaan passen? Het antwoord op die vraag is een ondubbelzinnig ‘ja’. Na 500 generaties waren de bacteriën die bestonden uit oud en nieuw materiaal net zo fit als de moderne bacteriën. Sterker nog: sommige bacteriën waren gezonder dan de moderne bacteriën.

Mutatie
Maar wat was er nu in de bacteriën veranderd? Niet het oude materiaal zo blijkt. In plaats daarvan had de omgeving van het oude materiaal zich aangepast. Het oude gen is dus niet gemuteerd en ook niet meer op de moderne variant gaan lijken. In plaats daarvan heeft de bacterie zich aangepast.

Het onderzoek is bijzonder interessant. Zeker omdat het in de toekomst wellicht antwoord kan geven op één van de grote vragen in de biologie. Leidt evolutie altijd tot één uitkomst? Of heeft evolutie meerdere oplossingen voor één probleem?