Voorkeur van de bacterie
Bacteriën groeien vaak in gemeenschappen en leven samen met veel veel andere soorten zoals bijvoorbeeld in je darmen, in de bodem of in de oceaan, en zullen dan moeten samenwerken. De zogeheten heterotrofe bacteriën maken gebruik van organische koolstofbronnen. Een fundamenteel proces in deze gemeenschappen is dat bacteriën de voedingsbodem die ze nodig hebben, zogeheten substraten zoals bijvoorbeeld suikers en aminozuren, opnemen uit de omgeving. Dit zetten ze vervolgens om in biomassa of iets anders dat ze kunnen uitscheiden.
Patronen in de voorkeur voor een substraat
De onderzoekers waren benieuwd naar welke substraten verschillende bacteriën kunnen gebruiken, waarbij de focus lag op substraten die als koolstofbron worden gebruikt. Verder hebben de onderzoekers gekeken naar of ze patronen konden identificeren in het gebruik van substraten door de bacterie. Maar ook of ze konden voorspellen welke substraten bacteriën kunnen gebruiken door te kijken voor welke genen de bacterie codeert. Door het analyseren van de groei van 182 verschillende stammen van marine bacteriën op 135 verschillende potentiële koolstofbronnen, ontdekten Gralka en zijn team patronen in de substraatvoorkeuren van de bacteriën. Simpel gezegd ontdekten ze dat sommige bacteriën de voorkeur geven aan suikers zoals glucose in plaats van zuren, en anderen doen precies het tegenovergestelde en verkiezen zuren boven suikers. Deze voorkeur wordt vastgelegd in het genetisch materiaal van bacteriën, waardoor voorkeuren voorspelbaar worden op basis van het genetisch materiaal van de bacterie.
Eenvoudigere manier van kijken naar bacteriële gemeenschappen
Dit nieuwe onderzoek biedt een manier om bacteriën te classificeren op basis van hun substraatvoorkeur, wat er vervolgens voor zorgt dat er op een eenvoudigere manier gekeken kan worden naar de metabolische processen in veel bacteriegemeenschappen in het milieu. Het geeft ook inzicht in de evolutie van deze voorkeur van de bacteriën. De resultaten laten zien hoe de evolutie van het genetisch materiaal van bacteriën wordt gevormd door fundamentele biochemische beperkingen waarmee bacteriën worden geconfronteerd. Deze beperkingen maken het een succesvolle strategie voor bacteriën om zich in verschillende omgevingen anders te ontwikkelen en zich daardoor te specialiseren tot suiker- of zuurspecialisten. “Doordat de voorkeuren vastliggen in het DNA van de bacterie, kunnen we de mogelijkheden om substraten om te zetten inschatten van bacteriesoorten die we (nog) niet hebben gekweekt, maar waarvoor we wel genetische informatie nodig hebben” aldus Gralka.