De nanodraadjes waarmee bodembacteriën elektronen doorgeven, zitten chemisch totaal anders in elkaar dan iedereen dacht. En nu we dat snappen kunnen we die constructie eindelijk gaan verwerken in nano-elektronica, suggereert een Cell-publicatie van Yale-onderzoeker Nikhil Malvankar en collega’s.

Een beetje pijnlijk is wel dat het hooguit formeel een primeur is. Een andere groep onder leiding van Derek Lovley van de University of Massachusetts en Mike Strauss, van McGill University in Canada, heeft namelijk precies hetzelfde ontdekt. Hun artikel is nog niet door de peer review maar ze hebben dat niet afgewacht: sinds december vorig jaar blijkt het al op de preprintserver bioRxiv te staan. Onbekend is of ze wisten dat Malvankar toen al een manuscript bij Cell had liggen - maar het is best mogelijk want Malvankar heeft bij Lovley gezeten als postdoc dus de heren kennen elkaar goed.

Lovley is de pionier op dit gebied. In 1987 ontdekte hij de bodembacterie Geobacter sulfurreducens, die van nature nanodraadjes blijkt aan te maken om onder anaerobe omstandigheden elektronen te kunnen overdragen aan zijn omgeving. De lengte kan oplopen tot meerdere micrometers. Duidelijk is dat het eiwitvezels moeten zijn en tot nu toe nam iedereen aan dat het uit hun krachten gegroeide bacteriële trilhaartjes (pili) waren. In 2016 meende Lovley zelfs de natuur te kunnen verbeteren door synthetische pili te maken uit een genetisch gemodificeerd eiwit: de elektrische geleiding verbeterde inderdaad behoorlijk.

Sinds een paar jaar bestaat er echter zoiets als cryo-elektronenmicroscopie waarmee je eiwitstructuren in kaart kunt brengen met een resolutie van een paar tiende nanometer. En dan blijkt dat de draadjes helemaal geen pili zijn maar ketens van een heel ander eiwit, cytochroom OmcS. Per stuk bevat zo’n eiwit zes ijzerhoudende heemgroepen, die in de keten netjes op elkaar gestapeld lijken te liggen en zo voor de elektrische geleiding lijken te zorgen.

PilA, het eiwit waaruit pili bestaan, komt in dit elektronenmicroscoopplaatje in het geheel niet voor. Eerdere publicaties van Lovley en kornuiten, die inmiddels honderden malen zjn geciteerd, blijken er dus volledig naast te hebben gezeten.

Achteraf zat Lovley al in 2010 heel dicht bij de waarheid. Met behulp van minder geavanceerde analysetechnieken wist hij OmcS toen al te associëren met de draadjes. Maar op basis van die beperkte informatie concludeerde hij dat het náást de pili moest zitten... jammer, maar helaas.

bron: Yale, University of Virginia