ENGINEERINGNET -- Een team wetenschappers van FOM (Nederlandse Stichting voor Fundamenteel onderzoek der materie) hebben bewezen dat genetische beperkingen in organismen aan- en uitgeschakeld kunnen worden door moleculen in hun omgeving.
Hierdoor kan de evolutionaire ontwikkeling van een organisme plots stilvallen. In bepaalde andere gevallen zal een organisme dat evolutionair gestagneerd is juist weer meedoen in de evolutierace.
De bevindingen helpen om de evolutionaire geschiedenis beter te kunnen doorgronden en om de mogelijke toekomst van het evolutieproces in kaart te brengen.
Bepaalde organismen kunnen zich verbeteren door middel van evolutie, maar deze verbetering gaat niet gepaard zonder beperkingen. Zo kan deze evolutie bijvoorbeeld de wetten van de fysica nooit overtreden. Hierbovenop gaat de evolutie stokken indien er voor de volgende stap een zeldzame combinatie van mutaties nodig is.
Prof.dr.ir. Sander Tans bewijst in zijn onderzoek dat moleculaire signalen dit soort van genetische beperkingen sterk kunnen beïnvloeden.
Zo nemen we bijvoorbeeld een suiker (moleculair signaal) in de leefomgeving van een organisme Het suiker kan zich binden aan een eiwit van het organisme.
Hierdoor verandert het eiwit zodanig van vorm dat mutaties de functies van het eiwit op voorheen niet voorgekomen manieren beïnvloeden (evolutionaire ontwikkeling).
Daardoor kan een eiwit en organisme dat evolutionair stagneert weer meedoen aan de evolutionaire 'rat race'. Vice versa kan natuurlijk ook.
Een molecuul dat zich aan een eiwit bindt kan een evolutionaire spurt van het eiwit juist platleggen.
De FOM-onderzoekers reconstrueerde artificieel de relevante genetische varianten van het E. coli lac-onderdrukker eiwit, dat lactose kan binden. Dit onderdrukker eiwit detecteert lactose in zijn omgeving. Wanneer er geen lactose aanwezig is, verandert het eiwit van vorm waardoor hij de productie van lactose-afbraakenzymen zal tegenhouden.
De onderzoekers bepaalden het groeipotentieel van de E. coli-bacteriën met en zonder een lactose-analoog in de omgeving. De metingen vormden een meer-dimensionele 'kaart' van de relatie tussen het moleculair signaal, het groeipotentieel en de genetische variaties ten gevolge van mutaties.
De kaart liet het aan- en uitschakelen van genetische beperkingen door de moleculaire signalen zien.
De ontdekking is van belang om de evolutie van het antibioticaresistentie beter te begrijpen.
(LVD)
