Hoe mammoetpoep bijdraagt aan antibioticaonderzoek
Promovenda Doris van Bergeijk wekte 40.000 jaar oude bacteriën uit mammoetpoep weer tot leven. Ze hoopt op nieuwe informatie die het Instituut Biologie Leiden kan helpen bij onderzoek naar antibiotica en resistentie daartegen. Lees erover op Europese Antibioticadag, 18 november.
‘Ik vind het heel bijzonder dat we hier in het lab met een monster van mammoetpoep kunnen werken. Het is bijna 40.000 jaar oud’, aldus promovenda Doris van Bergeijk. Van Bergeijk doet onderzoek naar antibiotica-producerende bacteriën in de groep van hoogleraar Gilles van Wezel bij het Instituut Biologie Leiden. Het ligt op het eerste gezicht misschien niet voor de hand om met mammoetpoep te werken, maar Van Wezel en zijn team wisten er wel raad mee.
Winterslaap
Het monster is afkomstig van een zeer goed bewaard gebleven mammoet uit de permanent bevroren grond (permafrost) van het eiland Malo Lyakhovsky in de Noordelijke IJszee bij Rusland. In 2015 namen arts-microbiologen Dries Budding en Bas Wintermans monsters van weefsels en darminhoud van het dier mee naar Nederland. De mammoet bleek 40.000 jaar oud, en in de poep waren sporen aanwezig van bacteriën uit die tijd. Sommige bacteriesoorten maken, net als veel schimmels en sommige planten, sporen aan om te overleven. De sporen bevatten het erfelijk materiaal en zijn bestand tegen ongunstige omstandigheden als hitte en uitdroging. Onder de juiste omstandigheden kunnen ze uitgroeien tot cellen die kunnen groeien en delen. Samen met postdoctoraal onderzoeker Mia Urem slaagde Van Bergeijk erin om 40.000 jaar oude sporen te laten ontkiemen: ‘We hebben ze als het ware uit een hele lange winterslaap gehaald.’
Hetzelfde maar dan anders
Van Bergeijk is vooral geïnteresseerd in Actinobacteriën: ‘Actinobacteriën kunnen veel verschillende antibiotica maken. We hebben de sporen op specifieke voedingsbodems gezet, en gekeken waar ze het beste groeien.’ Het bleek te werken; ze kweekte op deze manier verschillende Actinobacteriën op. De bacteriën zijn vervolgens nader onderzocht door ze te sequencen – een methode om de DNA-code uit te lezen. Dit gebeurde in samenwerking met hoogleraar Herman Spaink en universitair docent Victor Carrión van het IBL, en het bedrijf Future Genomics Technologies in Leiden. Dat leverde interessante informatie op: ‘Het DNA van de bacteriestammen uit de mammoet lijkt verrassend anders te zijn dan dat van bacteriën uit deze tijd, hoewel het geen compleet nieuwe bacteriën zijn’, aldus Van Bergeijk. ‘We weten niet of die verschillen komen doordat ze 40.000 jaar oud zijn, of doordat ze uit de permafrost komen. Dat zijn we nu aan het uitzoeken.’
Aanzetten
Eén bacteriestam die Van Bergeijk heeft opgekweekt, heeft in het bijzonder haar aandacht: ‘Uit het DNA-onderzoek blijkt dat deze zogeheten streptomyceet veel mogelijk interessante stoffen kan maken. De bacterie heeft een koraalachtige structuur, dat ziet er prachtig uit.’ Volgens Van Bergeijk is het moeilijk om de antibioticaproductie van de bacterie ‘aan’ te zetten in een laboratorium-omgeving. Wanneer en onder welke omstandigheden bacteriën antibiotica gaan aanmaken, is dan ook één van de thema’s binnen de onderzoeksgroep van Van Wezel, waar Van Bergeijk werkt. ‘De bacteriën die we uit de mammoetpoep hebben opgekweekt, bieden mogelijk aanknopingspunten voor het vinden van nieuwe antibiotica en voor het begrijpen van de evolutie van deze soorten; kunnen die bacteriën iets maken wat diezelfde soorten nu niet meer kunnen, of andersom?’ Met nog iets meer dan een jaar te gaan tot het einde van haar promotietraject, heeft Van Bergeijk nog genoeg vragen die ze hoopt te kunnen beantwoorden.
Headerbeeld: Streptomyceet maakt druppels antibiotica aan. (Foto: Doris van Bergeijk)