Jill Banfield en Ken vissen hun eigen onderzoeksmateriaal op in Californië e.o.(afb: Roy Kaltschmidt/Berkeley Lab)
‘Borgen’ zijn in wetenschapsfictie meedogenloze wezens. In de genetica zijn het, sinds kort, delen van bacterieel DNA die, onder meer (?), methaan verorberen. Die Borgen schijnen bij Methanopereden de stofwisseling te versnellen. Leuk weetje voor genetici, natuurlijk, maar er zijn ook onderzoekers die dan meteen denken dat die ‘beestjes’ onze (zelf gecreëerde) problemen kunnen helpen oplossen met het broeikasgas methaan.
Het vorig jaar ontdekte Jill Banfield van de universiteit van Californië in Berkeley vreemde DNA-structuren in een archaeongenoom. Die noemde ze (dus) Borgen. Dat deed ze aangezien die DNA-constructies leken samengesteld uit ‘bijdragen’ van veel verschillende organismen. Dat prikkelde de nieuwsgierigheid van de onderzoeksters.
Methaanafbrekende micro-organismen komen in allerlei ecosystemen over de wereld voor. Op die manier komen ze aan energie. Aangenomen wordt (werd?) dat ze minder veel voorkomen dan micro-organismen die van de fotosynthese, zuurstof of vergisting gebruik maken voor hun energievoorziening.
Banfield onderzoekt de wisselwerking tussen micro-organismen en hun omgeving. Daarbij is ze ook op zoek naar interessante genen die wezenlijk zijn voor hun overleving en hoe die omgaan met elementen als koolstof, stokstof en zwavel.
Zij en de haren kijken niet alleen naar het DNA van die ‘beestjes’, maar ook naar de extrachromosoomelementen (ece), het niet-genoom-DNA dat genetisch materiaal uitwisselt met andere micro-organismen, waaronder we hier ook de virussen scharen. Met die ece’s kunnen micro-organismen ‘voordelige’ genen van andere organismen snel oppakken, sneller dan de normale evolutie toestaat. Daarvoor hoeven ze niet verwant te zijn met de ‘genendonor’.
‘Borgen’
De onderzoeksters ontdekten bij de Methanoperedens een heel ander ece. Normaal zijn die ringvormig zoals xde plasmiden, maar deze waren recht en lang, net zo lang als eenderde van het genoom van het achaeon. De onderzoeksters konden negentien ece’s onderscheiden. Die noemden ze ‘Borgen’. De genen daarop zijn, onder meer, verantwoordelijk voor de afbraak van methaan.
Volgens de onderzoeksters zouden die vreemde DNA-delen afkomstig zijn van organismen die het archaeon gebruikt om zijn genetische machinerie aan te passen, waarbij het ‘beestje’ niet kieskeurig is geweest. Opmerkelijk genoeg vonden de onderzoeksters ook methaanarchaea die geen Borgen hadden. Overigens coderen die Borgen niet alleen voor eiwitten die nodig zij voor de methaanafbraak, maar ook voor membraaneiwitten en buitencellige eiwitten die iets van doen hebben met de energievoorziening van het organisme. Dat zullen de onderzoeksters nog tot de bodem gaan uitzoeken.
Het lijkt er op dat die Borgen dienen als wisselende genvoorraad die het archaeon zo nu en dan nodig heeft. Zo blijkt de methaanconcentratie rond de archaea sterk te kunnen wisselen. Plasmiden zouden eenzelfde functie hebben. Die kunnen gebruikt worden als ergens giftige stoffen aanwezig zijn. Wellicht dat die archaea ons ook van het methaanprobleem kunnen afhelpen, maar dat is dan weer, overigens niet oninteressante, bijvangst.
Bron: Science Daily