Nieuws

Licht laat bacterie in duister tasten

Arjen Dijkgraaf |
Analyse & Labtechnologie, Microbiologie, Milieu & Toxicologie, Organische chemie

In Groningen is een bacteriële signaalstof ontwikkeld die je kunt in- en uitschakelen met behulp van licht. Het maakt het onderzoek naar de onderlinge communicatie van die bacteriën een stuk eenvoudiger, claimen organici uit de groep van Ben Feringa in het tijdschrift Chem.

Die communicatie staat bekend als quorum sensing. Alle exemplaren van een bacteriesoort maken een bepaalde signaalstof aan en meten tegelijk de concentratie van die stof in hun directe omgeving.  Komt die concentratie boven een bepaalde waarde uit, dan ‛weten’ de bacteriën dat hun aantal voldoende is voor een serieuze poging om samen een beschermende biofilm te vormen of met gifstoffen hun omgeving aan te vallen.

De bacterie in dit onderzoek heet Pseudomonas aeruginosa. Bekend is dat zijn signaalstoffen bestaan uit een homoserinelacton als ‛kop’ en een hydrofobe koolwaterstofketen als staart. Hoe hij die stoffen precies herkent is niet duidelijk, maar vast staat dat kleine veranderingen in de moleculaire structuur heel veel kunnen uitmaken.

De onlangs gepromoveerde onderzoeker Mickel Hansen en masterstudent Jacques Hille besloten daarom te experimenteren met moleculen die dezelfde kop en staart hebben als het natuurproduct, maar met een azobenzeengroep er tussen waarvan de dubbele N=N binding onder invloed van licht omklapt van de trans- naar de cis-stand. Het hele molecuul krijgt zo een andere vorm, en het ligt voor de hand dat dat iets uitmaakt voor de signaalfunctie. Terugschakelen gaat met licht van een andere golflengte, of na verloop van tijd vanzelf omdat de cis-stand instabiel is.

Kenners zien natuurlijk meteen een overeenkomst met Feringa’s moleculaire voertuigen, die ook zijn gebaseerd op heen en weer schakelen tussen cis en trans.

De synthese van de moleculen bleek een hele toer: de onderzoekers moesten er een gloednieuwe crosskoppelingsreactie tussen chloorbenzeen en dioxinon voor uitvinden. Maar toen ze die eenmaal te pakken hadden kon Hille met relatief weinig moeite een bibliotheek van zestien verschillende varianten afleveren, waarvan er twaalf de quorum sensing zouden moeten bevorderen terwijl de overige vier het juist zouden moeten remmen.

Een aantal daarvan bleken inderdaad actief als signaalmolecuul, en bij belichting bleek die activiteit behoorlijk te veranderen. In één geval was het verschil zelfs een factor 700, en achteraf blijkt dit molecuul in de ene stand de quorum sensing te versterken, terwijl het die in de andere stand juist remt.

Het is zelfs al gelukt om de productie van pyocyanine, het bekendste toxine van P. aeruginosa, via het lichtknopje aan en uit te zetten.

bron: RUG, Chem

Deel deze pagina

Lableveranciers

Introducing the new Xevo TQ-GC

Consistent, high performance GC-MS/MS to surpass regulatory limits

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Word abonnee/lid

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!

Naar boven