En jawel, daar zijn beelden van!

Bacteriën kunnen razendsnel evolueren. Dat komt onder meer doordat ze aan horizontale genoverdracht doen. Hierbij pakken ze DNA van andere organismen en integreren dat in hun eigen genoom. Zo kunnen ze vrij snel bepaalde eigenschappen verwerven, zoals bijvoorbeeld antibioticaresistentie. “Horizontale genoverdracht is een belangrijke manier waarop antibioticaresistentie zich onder verschillende soorten bacteriën verspreidt,” legt onderzoeker Ankur Dalia uit. “Maar het proces is nog nooit waargenomen, aangezien de structuren die daarbij betrokken zijn, zo ongelofelijk klein zijn.”

De beelden
Dalia en collega’s brengen daar echter verandering in. Ze zijn er namelijk voor het eerst getuige van geweest dat een bacterie vreemd DNA naar zich toetrekt. En ja, daar hebben ze beelden van gemaakt. Je ziet ze hieronder.

Te zien is dat de bacterie – Vibrio cholerae, de bacterie die cholera veroorzaakt – een extreem dunne, haarachtige structuur inzet. Dat wordt ook wel een pilus genoemd. Onderzoekers vermoeden al langer dat pili een rol spelen in horizontale genoverdracht, maar met deze beelden is dat nu ook bewezen. De pili doen dienst als een soort harpoenen die via poriën in de bacterie naar buiten schieten om een stuk DNA aan te haken. Zodra dat DNA is aangehaakt, wordt de pilus met het stukje DNA weer door dezelfde porie waardoor deze naar buiten is gegooid, naar binnen getrokken. “Het is alsof je een draad door een naald trekt,” aldus onderzoeker Courtney Ellison. “De omvang van het gat in het buitenste membraan is bijna exact net zo groot als de breedte van een gebogen DNA-helix (…) als er geen pilus was die het DNA erdoor heen loodste, is de kans dat het DNA de porie vanuit precies de goede hoek benadert en de cel binnendringt, praktisch nul.”

Inzicht
Het onderzoek geeft meer inzicht in hoe bacteriën zich vreemd DNA eigen maken. “Het is belangrijk om dit proces te begrijpen, want als we beter snappen hoe bacteriën DNA delen, kunnen we dat proces wellicht ook beter dwarsbomen,” stelt Dalia. En dat is nodig als we het probleem dat antibioticaresistentie heet een halt toe willen roepen.

Dalia en collega’s zien genoeg aanknopingspunten voor vervolgonderzoek. Zo willen ze nu uit gaan zoeken hoe het kleine harpoentje van de bacteriën zich exact op de juiste plek aan het DNA vastklemt. De eiwitten die daarbij betrokken zijn, lijken op een ons totaal onbekende manier de interactie met het DNA aan te gaan.