Nog lang niet alle bacteriën die in onze darmen gedijen, zijn bekend. Hopelijk brengt deze techniek daar verandering in.
Onze darmen hebben een eigen bacterievolkje, de zogeheten darmflora, dat uniek is. En hoewel we een aantal functies van dat lokale microbioom kennen, is er nog steeds een hoop wat we niet weten. Wetenschappers hebben zelfs nog niet alle bacteriën die in de darmen huizen bepaald. Gelukkig kunnen er dankzij een nieuwe studie tweeduizend onlangs ontdekte darmbacteriën aan de lijst worden toegevoegd. Wetenschappers van het EMBL European Bioinformatics Institute en het Wellcome Sanger Institute zijn er namelijk in geslaagd om duizenden nieuwe bacteriesoorten die in de darmen voorkomen te identificeren.
Lees ook: ‘Darmbacteriën die autisme genezen? Trap er niet in’
Darmflora
Nog even terugkomend op dat bacterievolkje dat huishoudt in onze darmen. Een gemiddelde menselijke darm biedt onderdak aan biljoenen bacteriën; we hebben meer darmbacteriën dan cellen in ons lichaam. Als je dat goor vindt, dan is dat onterecht. De nuttige bacteriën helpen namelijk ons voedsel te verteren, schadelijke bacteriën op te ruimen en belangrijke bouwstenen (waaronder vitamines) aan te maken. Het bacterievolk dat in de darmen huist, is dan ook razend interessant om te onderzoeken. Zo zijn bepaalde (immuun)ziektes terug te voeren naar een verstoorde darmflora.
Maar om dat verder te kunnen bestuderen, moet wel bekend zijn welke soorten bacteriën in de darmen zitten. En daarvoor moet je ze in het lab kunnen kweken, zodat je hun DNA kunt analyseren. En dat is helaas bij lang niet alle soorten mogelijk, omdat sommige bacteriën niet buiten de darmen in leven blijven.
Pittige puzzel
Gelukkig hebben de wetenschappers van het EMBL European Bioinformatics Institute en het Wellcome Sanger Institue daar een trucje voor bedacht. Ze voerden een zogenoemde metagenoom-analyse uit. Het metagenoom is de DNA-volgorde van alle soorten in een levensgemeenschap bij elkaar, schrijft bioloog Nico van Straalen op de website Ensie. In dit geval dus de genetische informatie van alle darmbacteriën én van de persoon in kwestie.
Je kunt je wel voorstellen dat dat een hoop informatie oplevert die ook nog eens door elkaar loopt. “Het gebruik van een metagenoom-analyse om de genetische samenstelling van bacteriën te herbouwen, lijkt een beetje op het reconstrueren van honderden puzzels na het mixen van alle puzzelstukjes, zonder te weten hoe het uiteindelijke beeld eruit moet zien”, legt Rob Finn, een van de onderzoekers, uit.
Daarom moesten wetenschappers de enorme berg DNA-info eerst opdelen in willekeurige fragmenten. Een zogenoemd sequencing-apparaat bepaalde toen de volgorde van de DNA-letters (A, T, C, G) in deze fragmenten. Vervolgens ging een zeer krachtige computer aan de slag om de juiste stukjes DNA-volgorde bij elkaar te plaatsen, zodat een volledig genoom (de complete genetische samenstelling) ontstond van de bacteriën.
De onderzoekers hebben de nieuwe soorten dus niet echt gezien, maar ze hebben hun genoom. En die analyse wierp zijn vruchten af: van alle bacteriën kon de DNA-volgorde worden bepaald, waardoor de wetenschappers maar liefst 1952 onbekende darmbacteriesoorten identificeerden. Bijna de helft hiervan kon niet worden geclassificeerd als een bekend geslacht, wat wellicht betekent dat het geheel nieuwe geslachten zijn.
“Dit is een belangrijke mijlpaal in het veld”, schrijft bio-informaticus Jeroen Raes van de KU Leuven. “Dankzij de referentiegenomen (een soort voorbeeldkaarten van complete genetische samenstellingen red.) hebben we veel beter zicht op de potentiële rol van individuele darmbacteriën in het ecosysteem. De volgende stap is nu om deze bacteriën te isoleren in het lab om experimenteel deze rol te bewijzen.”
Bronnen: Nature, Phys.org, New Atlas, Vlaams Instituut voor Biotechnologie
Beeld: Spencer Phillips/EMBL-EBI
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!