Symbiotische bacterie heeft maar 182 genen

Het genoom van de bacterie Carsonella ruddii, met een lengte van 159.622 basenparen, is het kleinste tot nu toe bekend. Het genoom bevat slechts 182 genen. Dit is ontdekt door Nancy Moran en collega’s aan de Univesity of Arizona. De resultaten zijn gepubliceerd in Science (DOI: 10.1126/science.1134196). Het menselijke genoom bevat ter vergelijking 20.000 genen.

Het onderzoek schijnt licht op het minimum aantal genen dat een organisme nodig heeft om te overleven. Dit is belangrijke nieuws voor synthetische biologen die ernaar streven om geheel kunstmatige bacteriën te bouwen die nuttige farmaceutische stoffen en biobrandstoffen kunnen leveren.

C. ruddii leeft in de cellen van sapetende insecten. Hij heeft een symbiotische relatie, waarbij hij de gastheer voorziet van eiwitbouwstenen, zoals leucine. Het genoom van de bacterie zelf mist echter de genen voor bepaalde belangrijke functies, zoals replicatie. Ook kan het bepaalde essentiële nutriënten, zoals foliumzuur, niet zelf maken. Mogelijk krijgt het de noodzakelijke enzymen van zijn gastheer, aldus Moran. De bacterie kan door deze tekortkomingen niet buiten zijn gastheer overleven. De symbiotische afhankelijkheid van de bacterie maakt hem minder bruikbaar voor synthetische biologen.

Bacteriën met een klein genoom worden echter met uitsterven bedreigd, volgens Moran. Doordat ze het minimum aan genen bevatten kan een enkele ongunstige mutatie, verwoestende gevolgen hebben, aldus de onderzoekster. Doordat de bacteriën aseksueel reproduceren kunnen ze ook geen genen delen om schadelijke mutaties tegen te gaan.

bron: news@nature.com, Newscientist.com