ENGINEERINGNET.BE - Bacteriën groeien vaak in gemeenschappen en leven samen met veel andere soorten, bijvoorbeeld in de bodem of in de oceaan, en moeten dan samenwerken. Zogeheten heterotrofe bacteriën maken gebruik van organische koolstofbronnen.
Een fundamenteel proces in deze gemeenschappen is dat bacteriën de voedingsbodem die ze nodig hebben, zogeheten substraten zoals suikers en aminozuren, opnemen uit de omgeving. Dit zetten ze om in biomassa of iets anders dat ze uitscheiden.
Microbioloog Matti Gralka van de Vrije Universiteit Amsterdam en zijn team onderzochten welke substraten verschillende bacteriën kunnen gebruiken, waarbij de focus lag op substraten die als koolstofbron worden gebruikt.
Ook keken de onderzoekers of ze patronen konden identificeren in het gebruik van substraten door de bacterie. En of ze konden voorspellen welke substraten bacteriën kunnen gebruiken door te kijken voor welke genen de bacterie codeert.
Door het analyseren van de groei van 182 verschillende stammen van marine bacteriën op 135 potentiële koolstofbronnen, ontdekten Gralka en zijn team patronen in de substraatvoorkeuren van bacteriën.
Sommige bacteriën geven de voorkeur aan suikers, anderen verkiezen zuren. Deze voorkeur wordt vastgelegd in het genetisch materiaal van bacteriën, waardoor voorkeuren voorspelbaar worden op basis van het genetisch materiaal van de bacterie.
Dit onderzoek biedt een manier om bacteriën te classificeren op basis van hun substraatvoorkeur, zodat op een eenvoudigere manier gekeken kan worden naar de metabolische processen in veel bacteriegemeenschappen in het milieu. Het geeft ook inzicht in de evolutie van deze voorkeur van bacteriën.
De resultaten tonen hoe de evolutie van het genetisch materiaal van bacteriën wordt gevormd door fundamentele biochemische beperkingen waarmee bacteriën worden geconfronteerd.
Door deze beperkingen is het voor bacteriën een succesvolle strategie om zich in verschillende omgevingen anders te ontwikkelen, en zich te specialiseren tot suiker- of zuurspecialisten.
“Doordat de voorkeuren vastliggen in het DNA van de bacterie, kunnen we ook de mogelijkheden voor substraten inschatten van bacteriesoorten die we nog niet hebben gekweekt, maar waarvoor we wel genetische informatie nodig hebben,” aldus Gralka.
