P.aeruginosa (groen) op en in biofilm (blauw)

In de VS is een enzym ontdekt dat bacteriën laat afzien van het aanmaken van biofilms. Het zou de basis kunnen vormen van nieuwe antibiotica en desinfectiemiddelen, voorspellen onderzoekers van de University of Maryland in PNAS.

Die biofilms zijn beschermende netwerken van vezels waaronder bacteriën zich gezamenlijk verschansen. Is zo’n film eenmaal gevormd dan is hij haast niet meer weg te krijgen, dut moet je eigenlijk zien dat je de vorming vóór bent.

Het signaalmolecuul dat bij veel bacteriën de biofilmvorming inleidt was al bekend: cyclisch di-guanosinemonofosfaat, afgekort c-di-GMP. Ook was duidelijk dat overtollig c-di-GMP in eerste instantie door fosfodiësterase-enzymen wordt afgebroken tot 5’-fosfoguanylyl-(3’,5’)-guanosine, afgekort pGpG.

Maar Mona Orr, Vincent Lee en collega’s ontdekten dat dat nooit het hele verhaal kan zijn. pGpG blijkt namelijk als inhibitor voor fosfodiësterases te werken: hoe meer er van ontstaat, hoe langzamer het resterende c-di-GMP wordt afgebroken.

Om het signaal definitief uit te zetten, moet pGpG dus op de een of andere manier worden verwijderd. Voor de hand lag dat daar ándere, nog niet geïdentificeerde fosfodiësterases voor verantwoordelijk zouden zijn. Maar in werkelijkheid blijkt het te gaan om een oligoribonuclease. Zoals de naam als zegt, hydrolyseert dit enzym (afgekort Orn) normaal gesproken korte stukjes boodschapper-RNA. Maar het blijkt ook in staat om pGpG, dat chemisch gezien sterk op een RNA-dimeer lijkt, in tweeën te knippen zodat je losse guanosinemonofosfaatmoleculen overhoudt.

Het werkt in ieder geval zo bij Pseudomonas aeruginosa; mutanten die het gen voor Orn missen, bevatten meer c-di-GMP en pGpG dan normaal en produceren dus ook veel dikkere biofilms. Lee vergelijkt het met een gootsteen, waarin het waterpeil zowel afhangt van de stroom uit de kraan als van de capaciteit van de afvoer.

Bij andere bacteriesoorten is het nog niet onderzocht. Bekend is wel dat deze vorm van Orn minder algemeen voorkomt dan c-di-GMP, dus Lee en Orr vermoeden dat er nog meer van dit soort schakelaars bestaan. Daar gaan ze nu naar op zoek.

bron: University of Maryland