Micro-organismen overleven hoge temperaturen door samenwerking

TU Delft toont aan dat micro-organismen, zoals bakkersgist, ook bij hoge temperaturen samenwerken en elkaar en hun toekomstige generaties helpen te overleven en zich te vermeerderen.

Trefwoorden: #antioxidant, #bacterie, #bakkersgist, #bodem, #cellen, #chemicaliën, #CO2, #ecosysteem, #glutathion, #klimaatverandering, #micro-organismen, #microben, #populatie, #soorten, #temperatuur, #TU Delft, #zee, #zuurstof

Lees verder

research

( Foto: TU Delft )

ENGINEERINGNET.BE - De gangbare opvatting is dat hoge temperaturen ervoor zorgen dat micro-organismen zich langzaam vermeerderen of afsterven.

De Delftse onderzoekers Diederik Laman Trip (foto links) en Hyun Youk ontdekten echter voor het eerst een natuurlijke strategie die door een organisme wordt gebruikt om te overleven bij hoge temperaturen.

Trip en Youk ontwikkelden experimenten en een wiskundig model die laten zien dat gisten elkaar en hun toekomstige generaties helpen om zich te vermeerderen, te overleven en te voorkomen dat ze uitsterven bij temperaturen die eerder als te hoog werden beschouwd om te overleven, namelijk boven de 40°C.

Youk: ‘Naarmate de temperatuur stijgt, scheiden de bakkersgistcellen glutathion af om elkaar te helpen zich te vermeerderen. Glutathion is een antioxidant en inactiveert schadelijke chemicaliën, zoals reactieve zuurstofsoorten, die bij hogere temperaturen worden geproduceerd en die schadelijk zijn voor de cellen. Gistpopulaties kunnen voorkomen dat zij uitsterven bij hoge temperaturen door samen te werken en voldoende glutathion te produceren om schade te voorkomen.’

De onderzoekers onderzochten hoe populaties met verschillende initiële dichtheden reageerden op diverse temperatuursveranderingen, dat wil zeggen of ze op een stabiel niveau bleven, groeiden of uitstierven.

Het bleek dat alleen populaties met een hoge startdichtheid konden overleven bij hogere temperaturen. Youk: ‘Als genoeg gistcellen in een populatie samenwerken, hebben ze het vermogen om voldoende glutathion te produceren om hogere temperaturen aan te kunnen en zo een schoon milieu voor zichzelf en volgende generaties gistcellen te behouden. Bij onvoldoende samenwerking kan de populatie niet genoeg glutathion verzamelen en sterft deze uit.’

Dit inzicht in de manier waarop microben kunnen omgaan met stijgende temperaturen is belangrijk in tijden van klimaatverandering. Youk: ‘We begrijpen momenteel niet hoe verschillende soorten zich al dan niet redden, wanneer de temperaturen van bijvoorbeeld de bodem of de zee de bovengrenzen van bewoonbaarheid naderen.'

'Micro-organismen geven ons ecosysteem vorm door als voedsel te dienen en door verschillende chemicaliën te produceren die gunstig zijn voor die omgevingen, zoals bacteriën die CO2 afbreken om zuurstof te leveren. Nu de temperatuur op aarde stijgt, moeten we beter begrijpen wat er met deze micro-organismen zal gebeuren.’