JOOST WILLEMSE LEIDS INSTITUUT VOOR CHEMISCH ONDERZOEK
Een tegendraadse bacterie
Soms stuit een onderzoeker op iets dat tegen de bestaande kennis in gaat, en dat zijn natuurlijk de spannendste ontdekkingen. Het overkwam ook Joost Willemse. Hij zag dat de bacterie Streptomyces de celdeling niet volgens de boekjes uitvoert, zoals andere bacteriën dat wel doen, maar op een geheel eigen manier. Zo’n vondst stuit makkelijk op ongeloof en scepsis, maar hij kon zijn verhaal goed onderbouwen en heeft nu een mooie publicatie op zijn naam staan.
Aan het Leids Instituut voor Chemisch Onderzoek wilden onderzoekers weten hoe de celdeling verloopt bij deze nuttige bacterie met zijn schimmelachtige voorkomen, en bij die vraag sloot Willemse zich aan. “Ik ben altijd nieuwsgierig naar biologische processen, en welk proces is er nu fundamenteler dan celdeling? Ik was in Wageningen gepromoveerd op de DNA-organisatie in delende plantencellen en was nu benieuwd te zien hoe celdeling bij deze bacterie verloopt.”
Op een geleiachtige laag agar in een petrischaaltje liggen tientallen zilvergrijze bolletjes. Wie niet beter weet zou zeggen dat dit een schimmelkweek is. “Daar heeft het inderdaad veel van weg”, zegt Joost Willemse. “Maar dit zijn kolonies van een bacterie, Streptomyces coelicolor.” De gelijkenis met schimmels is maar schijn, legt hij uit. Qua biochemie verschilt de bacterie daar hemelsbreed van. Maar Streptomyces is een vreemde bacterie, dat wel. Het is een van de weinige die meercellig is. Hij ontwikkelt vertakkende draden in de bodem die net als bij schimmels hyfen heten en een mycelium vormen. “Op een agarbodem zie je die kolonies als glimmende plekjes”, zegt Willemse. “Op een gegeven moment worden het witte vlekken doordat er draden aan de oppervlakte komen en naar boven groeien. En vervolgens verdelen die draden zich in reeksen grijze sporen, zoals bij de kolonies in deze petrischaal. De sporen verspreiden zich en kiemen, waarna nieuwe kolonies ontstaan.”
Ladder Dat Streptomyces ook wat celdeling betreft een buitenbeentje is, was op voorhand al duidelijk. Een celdeling bij normale, eencellige bacteriën houdt in dat de moedercel zich splitst in twee dochtercellen. Zo’n splitsing kent Streptomyces niet. De ondergrondse hyfen bestaan wel uit meer cellen, maar die zijn niet echt van elkaar gescheiden en vormen één geheel. Alleen bij de sporenvorming is sprake van celdeling en die is dan veelvoudig. De witte draden die naar boven groeien vormen aanvankelijk ook één compartiment van samengesmolten cellen. Op een goed moment gaan die sporenvormende hyfen krullen en worden ze dikker, om zich tenslotte in één keer op te delen tot tientallen sporen. De normale bacteriële celdeling staat onder regie van het eiwit FtsZ. Dat eiwit vormt lange moleculen die zich in het midden van de moedercel verzamelen en in een ring langs de ‘evenaar’ gaan liggen,
41