211service.com
Betere bugs voor olielekkages
Wetenschappers in Europa hebben het genoom van een olie-etende bacterie gesequenced, een stap die de weg zou kunnen effenen voor snellere en efficiëntere manieren om olielozingen op te ruimen.
Koolwaterstofetende cellen kunnen helpen bij het opruimen van olievlekken door de alkanen in ruwe olie om te zetten in opslagpolymeren, hier weergegeven als witte vlekken in de cel. (Credit: Heinrich Lünsdorf, Duits onderzoekscentrum voor biotechnologie)
Met een complete blauwdruk voor Alcanivorax borkumensis, onderzoekers hopen de gespecialiseerde fysiologische mechanismen die de bacteriën in staat stellen om bijna uitsluitend op koolwaterstoffen te leven beter te begrijpen, zegt Vitor Martins dos Santos van het Helmholtz Center for Infection Research (voorheen het Duitse onderzoekscentrum voor biotechnologie) in Braunschweig, Duitsland, die mede-leider was van de internationaal project. De sequentiebepaling van het 2.755-gen-organisme wordt beschreven in het tijdschrift Natuur Biotechnologie . De bevindingen zouden kunnen onthullen hoe de omstandigheden voor deze insecten kunnen worden geoptimaliseerd, zodat ze kunnen helpen bij het opruimen van de honderden miljoenen liters olie die elk jaar in zee terechtkomen, zegt Martins dos Santos.
Het vermogen van sommige bacteriën om olie te metaboliseren is al meer dan een eeuw bekend. Maar tot dusver zijn pogingen om deze mogelijkheden te benutten voor herstelpogingen mislukt. Het is in het verleden gebruikt en was een complete mislukking, zegt Victor de Lorenzo , adjunct-directeur van het Nationaal Centrum voor Biotechnologie in Madrid, Spanje.
In één voorbeeld werden bacteriën experimenteel gebruikt om te proberen de 11 miljoen gallons ruwe olie op te ruimen die door de Exxon werden uitgespuugd. Valdez nadat het in 1989 voor de kust van Alaska aan de grond liep. Maar het maakte geen verschil, zegt de Lorenzo.
Het probleem was niet een gebrek aan bacteriën, zegt hij. Inderdaad, hoewel de olie-etende bacteriën niet gebruikelijk zijn in niet-verontreinigde omgevingen, zijn ze er in overvloed waar er olie is; NAAR. borkumensis maakt maar liefst 90 procent uit van de microbiële populaties bij olielozingen. De uitdaging bij het gebruik van deze bacteriën om olie op te ruimen, ligt in het creëren van de juiste omstandigheden zodat ze sneller kunnen groeien en olie efficiënter kunnen metaboliseren. Opruimers zijn hiermee begonnen: nu is het standaard om nutriënten zoals in olie oplosbare vormen van stikstof en fosfor toe te voegen aan olielozingen, zegt de Lorenzo. Ze hebben echter nog steeds geen idee welke specifieke voedingsstoffen de bacteriën nodig hebben, zegt Martins dos Santos.
Omdat bacteriële saneringsmethoden niet zijn geslaagd, hangt het opruimen van olievlekken nog steeds voornamelijk af van het moeizame proces van het fysiek verwijderen van de olie met behulp van gieken en het introduceren van chemische dispergeermiddelen om wat overblijft af te breken. Maar dergelijke methoden zijn minder dan ideaal. Het fysiek terugwinnen van olie is duur en de chemisch verspreide olie die in de zee achterblijft, vormt nog steeds een bedreiging voor het milieu, ook al is deze niet meer zichtbaar aan de oppervlakte.
Maar het genoom decoderen van organismen zoals NAAR. borkumensis gaat een verschil maken, zegt Jan van Beilen, een microbioloog die de moleculaire genetica van olie-etende organismen bestudeert aan het Institute of Molecular Systems Biology in Zürich, Zwitserland. De genomische informatie heeft moleculaire transportmechanismen onthuld die het organisme in staat stellen voedingsstoffen uit zijn omgeving op te vangen. Dit zou op zijn beurt moeten helpen identificeren welke vormen van fosfor en stikstof de beste omstandigheden voor de bacteriën zouden creëren.
Het onderzoek zou ook de overvloed aan genen kunnen identificeren die de oxidatieve enzymen produceren die de bacteriën gebruiken om de olie af te breken, wat het gemakkelijker zou moeten maken om naar andere organismen met vergelijkbare capaciteiten te zoeken.
En dergelijke organismen zullen nodig zijn. NAAR. borkumensis kan alleen verbindingen met een laag molecuulgewicht metaboliseren, en deze vormen slechts ongeveer 70 procent van de ruwe olie. De volgende stap is dus om te zoeken naar organismen die gespecialiseerd zijn in het consumeren van de resterende verbindingen met een hoog molecuulgewicht, zegt van Beilen.
Volgorde aanbrengen in NAAR. borkumensis is slechts de eerste stap, zegt Martins dos Santos. Maar, zegt hij, er is onderzoek gaande in de Verenigde Staten, Australië en Japan om andere olie-etende bacteriën te sequensen.
Ondertussen zijn Martins dos Santos en collega's al begonnen met het toepassen van de opgedane kennis NAAR. borkumensis's genoom. Werken met de Alfred Wegener Instituut in Bremerhaven, Duitsland, voeren ze pilottests uit in tanks in de Noordzee om te zien of ze de eetlust van de bacteriën kunnen verbeteren. We voegen deze bacteriën toe, voegen voedingsstoffen toe en proberen te zien hoe ze reageren, zegt hij.