Wat doe je als je honger hebt en er nergens voedsel is? Er zijn organismen die hun lot lijdzaam ondergaan, maar er zijn ook types die vol de aanval kiezen. Uit nieuw onderzoek blijkt dat sommige ogenschijnlijk vredelievende bacteriën onder bepaalde omstandigheden veranderen in kannibalistische moordenaars.
Wetenschappers van onder andere Arizona State University en ETH Zürich hebben ontdekt dat deze bacteriën in tijden van voedseltekort overgaan op een gruwelijke strategie: ze gebruiken een soort microscopisch klein harpoengeweer om andere bacteriën dodelijk te injecteren en zuigen vervolgens hun lekkende resten op om zelf in leven te blijven. “Als het moeilijk wordt, eet je je buren op”, zegt hoofdonderzoeker Glen D’Souza. “We wisten al dat bacteriën elkaar kunnen doden, maar wat we nu zien, is dat ze dat doelbewust doen als overlevingsstrategie.”
Dodelijke gifstoffen
Het moordwapen in kwestie heeft de pakkende naam Type VI-secretiesysteem (T6SS). Dit is een piepklein naaldachtig apparaat dat bacteriën gebruiken om dodelijke gifstoffen in naburige cellen te injecteren. Lange tijd dachten wetenschappers dat dit systeem vooral werd ingezet om concurrenten op afstand te houden. Maar nu blijkt dat het ook een middel is om in barre tijden aan eten te komen.
Met behulp van geavanceerde technieken als time-lapse-imaging en genetische modificatie zagen de onderzoekers de bacteriën in actie komen. Zodra ze honger kregen, schakelden ze over op hun ‘killer-modus’. Buurbacteriën moesten het ontgelden. Ze werden aangevallen, opengereten en langzaam leeggeslobberd.
Jekyll en Hyde
Toen de wetenschappers het T6SS-gen uitschakelden bij een groep bacteriën, konden die in een voedselarme omgeving ineens niet meer groeien. Maar hun ‘gewapende’ soortgenoten floreerden juist wel. Het team trok daarop de conclusie dat hun overleving direct afhing van hun vermogen om hun buren te vermoorden.
Wat dit onderzoek extra fascinerend maakt, is dat deze strategie niet alleen in het laboratorium tot uiting komt. De onderzoekers vonden aanwijzingen voor dit gedrag in allerlei natuurlijke omgevingen: van oceanische microben tot darmbacteriën bij mensen. Volgens D’Souza laat dat zien hoe wijdverspreid en belangrijk deze bacteriële overlevingstechniek is. “Zelfs ogenschijnlijk onschuldige bacteriën kunnen in stressvolle situaties veranderen in bloeddorstige jagers”, zegt hij. “Een soort microbiële Jekyll en Hyde.”
Gevolgen voor gezondheid en klimaat
Deze ontdekking gaat volgens de onderzoekers een grote impact hebben. In de medische wereld kan dit soort kennis leiden tot nieuwe probiotica die niet alleen zorgen voor extra ‘goede’ bacteriën in de darmen, maar ook actief schadelijke bacteriën uitschakelen. Daarnaast opent het de deur naar de ontwikkeling van nieuwe antibiotica: als we de bacteriële harpoen kunnen nabootsen, kunnen we mogelijk ook medicijnen rechtstreeks in schadelijke microben injecteren, een veelbelovende methode in de strijd tegen antibioticaresistentie.
Maar ook voor de aarde zelf en het klimaat heeft deze ontdekking verstrekkende gevolgen. In de oceaan helpen bacteriën de koolstofcyclus te reguleren. Als ‘moordende’ bacteriën andere soorten uitschakelen die zich bezighouden met de koolstofafbraak, dan kan dat de koolstofbalans verstoren in de oceaan en in de atmosfeer. “Wat deze bacteriën doen, is eigenlijk heel slim”, zegt onderzoeker Astrid Stubbusch. “Ze persen letterlijk het laatste beetje voedingsstof uit hun slachtoffers. Elke molecuul telt voor deze eencelligen.”
