Nieuwe levensvorm ontdekt?
Verschenen in de Groene Amsterdammer, Focus, Nieuws

Mijn idee van wetenschap: je schaft een enorm zeiljacht aan, zeilt rond de wereld en schept af en toe wat zeewater aan boord dat je later na thuiskomst gaat analyseren. Tussen de bedrijven door mijmer je wat over een eventuele Nobelprijs terwijl je naar de horizon staart. Dat moet ongeveer de droom zijn geweest van Craig Venter, mede-ontrafelaar van het menselijk genoom en toekomstig schepper van nieuw leven, die een paar jaar geleden met zijn zeiljacht Sorcerer II op zoek is gegaan naar nieuwe bacteriën en bacterie-achtigen die zich ver beneden de zeespiegel bevinden.
Tot enkele jaren geleden was het nodig om nieuwe bacteriesoorten eerst op te kweken om ze vervolgens in kaart te kunnen brengen. Maar veel organismen hebben als ze uit hun normale leefomgeving (zeewater of grond) worden gehaald helemaal geen zin meer om te groeien waardoor heel wat soorten voor ons verborgen blijven. Dankzij fantastische technologische ontwikkelingen in het biologische onderzoek zijn deze dwarse organismen tegenwoordig toch te determineren. Met een nieuwe techniek, metagenomics, wordt DNA uit alle organismen die in het zeewater voorkomen gelijktijdig geïsoleerd en wordt de DNA code ontrafeld, zonder dat deze organismen eerst hoeven worden opgekweekt. Door het DNA van genen die in bijna alle organismen voorkomen met elkaar te vergelijken kan een stamboom worden gemaakt die de geschiedenis en evolutie van verwante biologische soorten weergeeft.
Zo’n dertig jaar geleden gebruikte de van huis uit fysicus, Carl Woese ,rRNA genen om aan te tonen dat de archaebacteriën niet in het domein van de bacteriën thuis hoorden maar net als eukaryoten (waaronder de mens valt) recht hadden op hun eigen domein, dat van de Archaea (het derde domein). Archaea werden voor het eerst gevonden in extreme omgevingen zoals vulkanische geisers, en in 1992 ontving Woese voor het ontdekken van deze fundamenteel nieuwe levensvorm de prestigieuze Leeuwenhoekmedaille, een soort van oeuvre-award voor de microbiologie.
Dit kunstje lijkt nu ook geflikt door de onderzoekers Dongying Wu en Jonathan Eisen. Zij hebben recent het DNA dat door Craig Venter met de Sorcerer II werd opgevist uit de Sargasso zee nog eens onder de loep genomen. Zij vroegen zich af of ze naast de Bacteria, Eukarya en de Archaea, aanwijzingen konden vinden voor een nieuwe tak van leven; het vierde domein. Daartoe hebben ze met behulp van metagenomics, een verwantschapsboom gemaakt met behulp van twee genen die in vrijwel alle bekende organismen voorkomen (voor de liefhebber: recA en rpoB). Van deze genen werden varianten gevonden die sterk verwant bleken aan genen van bekende soorten. Maar, veel interessanter, er werden ook varianten gevonden die zo verschillend waren dat ze in een aparte tak van de verwantschapsboom terecht kwamen!
Voor deze laatste ontdekking hebben de onderzoekers twee mogelijke verklaringen. De meest voor de hand liggende verklaring is dat de genen afkomstig zijn van nieuwe virussen. De andere verklaring is echter veel spannender: de genen zouden een fundamenteel nieuw domein van leven kunnen representeren. Het ultieme bewijs voor het laatste zou moeten komen van onderzoekers die daadwerkelijk het organisme waar het DNA uit geïsoleerd is weten op te sporen. Het moet ergens rond zwemmen in de Sargasso zee. Misschien ook een mooie klus voor Craig Venter die met zijn onderzoeksinstituut nieuw leven probeert te creëren terwijl we blijkbaar nog zoveel bestaand leven te ontdekken hebben.
04.08.2011
10:15
en weer een stuk, ditmaal in Nature, over het vierde domain. 4/8/11. gratis te downloaden, veel plezier!
12.04.2011
15:52
Hee Andre
het uitstellen van een publicatie, okay, maar 7 tot 4 jaar na dato? en dat in een veld waar de ontwikkelingen zo rap gaan! zie ook
http://www.genomesonline.org/gold_statistics.htm
ik snap inderdaad dat het reviewproces succesvol is verlopen, maar ik had als reviewer toch echt om een update gevraagd. Zeker in de Wu paper (dezelfde Wu, dezelfde Eisen) in Nature:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20033048
Als je het echt wil stalken, dan moet je wel wat doorzettingsvermogen tonen, in zowel nieuwe databases, als nieuwe technieken. Nietwaar?
08.04.2011
14:34
Mark bedankt voor je reactie. Ik heb de blog van Eisen ook gelezen, erg goed dat hij daarin dieper op de paper ingaat. Ik begrijp je reactie van too little too late niet helemaal. Ten eerste, het uitstellen van een publicatie hoeft niet te betekenen dat een publicatie niets meer waard is (vraag Darwin maar). Wat je tweede punt betreft; het artikel is gereviewed waarbij de data analyse en de gebruikte data blijkbaar voldoende was voor publicatie. Dat er misschien andere conclusies getrokken kunnen worden als er nieuwere data en data analyse methodes worden gebruikt doet niet af aan de bevindingen in dit artikel. Dat er meer bizars gevonden gaat worden ben ik helemaal met je eens maar ben vooral ook zo benieuwd naar de verpakking!
08.04.2011
14:16
Leuk stuk Andre, en het was inderdaad een interessant artikel, hoewel ‘too little too late’
Eisen heeft een blog (tree of life) waar hij uitlegt waarom deze studie zo lang op zich heeft laten wachten (too late)
http://phylogenomics.blogspot.com/2011/03/story-behind-story-of-my-new-plosone.html
verhuizen, kinderen, drukdrukdruk.
wat betreft de ‘too little’; Eisen et al. geven toe dat de analyses tussen 2004 en 2007 zijn uitgevoerd. dat betekent, gezien de groeisnelheid van de DNA databases, dat ze sterk verouderde data hebben gebruikt (de note in de Conclusions and Discussion). Sterker nog, ze melden dat er sinds hun laatste analyses, betere programma’s zijn uitgekomen, die belangrijk hadden kunnen zijn voor deze studie; dat nieuwe programma (Infernal) is al gepubliceerd in de eerste helft van 2009!
kortom; als je dan toch graag een bijdrage wil leveren aan de wetenschap, is het goed om je data nog een keer ‘met de kennis van nu’ te vergelijken.
desalniettemin: misschien is dit wel een goeie manier om nieuwe levensvormen te vinden. Er gaan alleen maar meer studies komen zoals die van Eisen en Venter. ik durf wel te wedden dat er nog iets bizars gevonden gaat worden voor 2020.