Stress triggert het.
Als antibiotica een microbe raken, raken de buren in paniek. Maar niet op de manier die we verwachtten. Ze hurken niet zomaar neer. Ze reiken uit. Ze delen eiwitten.
Het klinkt wild, ik weet het. We hebben altijd geweten dat bacteriën DNA verhandelen. Horizontale genoverdracht is een hoofdbestanddeel van de microbiologie. We weten dat ze resistentiegenen doorgeven als feestartikelen. Maar wetenschappers vermoeden al lang een donkerdere, complexere laag. Misschien verhandelen ze ook functionele eiwitten. Men dacht dat kleine vloeistofbelletjes, blaasjes genaamd, de bestelwagens waren. Vette membranen, eiwitlading, ritssluiting verdwenen.
Maar het bewijs?
Het was er niet.
“[Als je terugkijkt], was er geen bewijs”, zegt Christophe. Herman, een microbioloog van het Baylor College of Medicine. Tot nu toe. Hij en zijn team hebben zojuist een artikel in Science gepubliceerd waarin eindelijk de aandacht wordt getrokken. Live. Op band, om het zo maar te zeggen.
De val
Herman en zijn collega’s zetten een val. Eenvoudig. Elegant. Ze gebruikten twee populaties E. coli.
Ten eerste de ontvangers. Deze arme klootzakken droegen een gebroken gen. Omgekeerd, nutteloos, stil. Zonder een functionele versie van dit specifieke gen zouden ze galactose, een eenvoudige suiker, niet kunnen verwerken. Ze hongerden in wezen naar die specifieke energiebron.
Dan de donoren. Deze jongens hadden een wapen: Cre-recombinase. Een eiwit dat omgekeerde genen kan repareren. Het werkt als een schaar en tape. Het knipt en plakt het gen weer in werkende staat. Als een ontvangende cel dit Cre-eiwit zou ontvangen, zou deze het gen weer kunnen inschakelen. Feestmodus ingeschakeld.
Hier is de vangst. DNA-overdracht zou hier niet volstaan. De ontvangers hadden het eigenlijke eiwit nodig om het directe probleem op te lossen. Ze moesten de Cre-recombinase fysiek ontvangen van een donor.
Het experiment leek voorbestemd om te mislukken. Of verveling.
“[Herman] ging op vakantie. Ik was in het laboratorium. Ik denk niet dat we iets hadden verwacht”, herinnert hoofdauteur Alice Wen zich.
Ze keken naar de petrischalen. Dagen gingen voorbij. En dan. Langzaam en nauwgezet verscheen het signaal. De bacteriën deden. Het Cre-eiwit bewoog. De ontvangers aten de galactose. De handel vond plaats.
Het ging echter tergend langzaam. Een stroompje, geen overstroming.
Totdat de druk toenam.
Het antibiotische effect
Gooi antibiotica in de mix.
Bekijk de reactie.
De overdrachtssnelheid schoot omhoog. Met een factor vierduizend. Dat is geen fluctuatie. Dat is een paniekreactie. De stress van de drug dwingt de gemeenschap tot een hectische uitwisseling van middelen.
In het wild splitst dit bacteriën in twee stammen. De martelaren en de slapenden.
De meeste cellen reageren door blaasjes af te stoten. Ze lossen eiwitladingen in het milieu, waardoor ze zichzelf blootstellen. Het is een soort zelfmoordpact, maar de lading belandt bij de buren. Ondertussen worden andere cellen stil. Ze stoppen met reproduceren. Ze stopten de eiwitproductie om zich voor het medicijn te verbergen. Ze zijn inactief, kwetsbaar en hebben hulp nodig.
Herman denkt dat de blaasjes reparatiegereedschap opleveren. DNA-polymerasen. Spullen die deze slapende cellen nodig hebben om het leven weer op gang te krijgen zodra het bombardement stopt. De levenden voeden de slapenden. Het werkt zelfs over de soortgrenzen heen.
Waarom?
Wie weet. We weten het echt niet.
“We weten gewoon dat het gebeurt”, zegt Wen.
Misschien is het het voortbestaan van de bevolking. Eén cel sterft zodat de anderen blijven leven. Of misschien is het op een subtiele manier egoïstisch. Misschien pakt een cel het eiwit van een buurman om er een proefrit mee te maken. Een microbiële gratis proefperiode. Voordat het zich ertoe verbindt de permanente goederen, zoals DNA, te stelen, probeert het eerst de vaardigheden van de buurman.
Het werkt. Dat is het punt.
Laurence Van Melderen van de Université Libre de Bruxelles was niet betrokken bij het onderzoek. Ze keek van buitenaf. Ze houdt van wat ze ziet.
“Dit is een zeer elegante manier om te bewijzen dat eiwitoverdracht bestaat. Ik ben ervan overtuigd dat ze gelijk hebben”, zegt ze.
De controles waren streng. Geen mazen in de wet. De conclusie houdt stand. Bacteriën delen hun hardware als het slecht gaat. Ze geven de fakkel door. Zij delen de last.
Meestal beschouwen we survival of the fittest als een eenzame sport. De eenling. De sterkste. Maar hier, op microscopisch niveau, is de gemeenschap belangrijker dan het individu. Ze bouwen een vangnet van vet en eiwit.
Het laat ons afvragen wie de echte vijand is.
