In de wolluis leeft een bacterie met het, tot nu toe bekend, kleinste genoom: 120 genen

Al lang zoeken synthetisch biologen naar organismen met een minimum aantal genen en naar nog minder: hoeveel genen zijn er nodig om een organisme in leven te houden? Recente studie van John McCutcheon van de universiteit van Minnesota naar het erfgoed van twee bacteriën die in symbiose leven met een insect (de wolluis) lijken te wijzen in de richting dat het zoeken naar hét minimale genoom zinloos is.

Lang is de bacterie Mycoplasma genetalium met zijn 475 genen (een mens heeft 20 000 voor eiwitten coderende genen en de bekende E. coli-bacterie heeft er zo’n 4100). De bij bacteriën genen te strippen die niet absoluut noodzakelijk zijn voor het voorbestaan van het organisme, bleek dat E. coli’s iets meer dan 300 ‘noodzakelijke’ genen hebben. Stripprocedures bij andere bacteriën uitgevoerd kwamen tot andere getallen, maar ook andere genen. Er was ruim 10 jaar geleden al een bacterie ontdekt die in symbiose leeft met een insect (een wolluis) die leeft van het sap van planten, met een nog kleiner genoom. De bacterie zet dat plantensap om in voor het insect bruikbare vormen als aminozuren en vitamines. Die bacterie, Tremblaya princeps, heeft maar 120 genen. In die bacterie bleek nog eens een andere bacterie te huizen, Moranella endobia, die weer 406 eiwitcoderende genen had. Die Tremblaya-bacterie kan niet zonder zijn gast, net zo min als de wolluis kan zonder zijn Tremblaya.

John McCutcheon van de universiteit van Montana is het erfgoed van beide bacteriën gaan analyseren, om erachter te komen wat die bacteriën aan elkaar hebben. Ze blijken het chemische werk voor het tot stand komen van aminozuren te verdelen, die vervolgens worden samengesteld tot eiwitten. Volgens McCutcheon is het insect in een lang verleden eens besmet geraakt met de Tremblaya. De bacterie hielp het insect bij de stofwisseling, terwijl ie zelf van voedsel én bescherming werd voorzien. Daardoor zou de bacterie de meeste genen zijn kwijtgeraakt. Toen de bacterie op zijn beurt werd ‘besmet’ door de Moranella raakte hij nog meer genen kwijt en kwam uit op die magere 120. Deze twee bacteriën zijn de enige die in de wolluis leven, maar de McCutcheon en zijn medewerkers troffen in het erfgoed van het insect genen aan die van oude bacteriële ‘gasten’ afkomstig moesten zijn. Dat betekent dat het insect genen van die bacteriën heeft ‘overgenomen’. Het zou zijn gebleken dat wel zes verschillende bacteriën erfgoed aan de wolluis hebben ‘afgestaan’. Deze studie zou aantonen dat de zoektocht naar hét minimale genoom zinloos is. De Tremblaya heeft een ‘minimaal genoom’ maar kan niet zonder zijn gastheer en mede-symbiont. Leven is geen geïsoleerd verschijnsel. Leven is afhankelijkheid en de levensvormen met, tot nu toe, het kleinste genoom kan alleen maar bestaan bij de gratie van andere (genomen).

Bron: New York Times