NIOZ krijgt 1,5 miljoen voor bacterie-onderzoek

Met het toegekende geld hoopt het

te ontdekken hoe het mechanisme werkt en wat voor gevolgen dit heeft voor het leven in de oceaanbodem. Het onderzoek is gestart op 1 september 2012 en zal vijf jaar duren.

De elektrochemische batterij werd in 1800 uitgevonden door Alessandro Volta. Die uitvinding heeft zijn weg gevonden naar tal van elektronische apparaten, zoals mobiele telefoons. Het NIOZ heeft ontdekt dat micro-organismen dit kunstje al miljoenen jaren onder de knie hebben.

In een batterij wordt opgeslagen chemische energie omgezet in elektrische energie. Aan de ene kant van de batterij vindt een chemische reactie plaats waarbij elektronen vrijkomen, aan de andere kant van de batterij vindt een reactie plaats waarbij elektronen worden gebonden. Datzelfde principe wordt dus ook door de bacteriën uit dit onderzoek toegepast.

Deze bacteriën doen er hun voordeel mee in de concurrentie met andere bacteriën om voedsel om te overleven in de zeebodem. "Om als bacterie op de zeebodem te kunnen overleven heb je twee dingen nodig: zuurstof en sulfide", legt Meysman uit. "De sulfide is aanwezig op de zeebodem, terwijl er juist meer zuurstof aan het oppervlak te vinden is. De bacteriën kunnen dus alleen overleven op de locaties waar bodemsediment en zuurstofrijk water samenkomen."

De bacteriën uit Meysman's onderzoek gebruiken het elektrochemische batterij effect om de andere bacteriën een stap voor te zijn. "De bacteriën op de zeebodem binden de sulfide. Bij dat chemische proces komen er elektronen vrij. Die worden op de één of andere manier doorgestuurd naar hun 'broertjes' die dichterbij het oppervlakte zitten. In die bacteriën vindt een chemisch proces plaats met de zuurstof in het water, waarbij de elektronen worden gebonden, net als in een batterij." De afstand tussen de twee bacteriën is slechts enkele centimeters, maar volgens Meysman is dat een wereld van verschil voor een organisme wat zo klein is als een bacterie.

Dat de bacteriën dit kunnen heeft Meysman al aangetoond, maar hoe de elektronen hun weg vinden van de bacteriën in de zeebodem naar de bacteriën aan het oppervlakte is nog onduidelijk. "Dit mechanisme slaat microbiologen met verbazing", zegt Meysman. "Het verandert ons beeld van hoe micro-organismen kunnen samenwerken volledig. Tot nu toe tasten we in het duister hoe dit elektronentransport gebeurt. Als we weten te achterhalen hoe deze bacteriën dit voor elkaar krijgen, biedt dit mooie kansen voor vernieuwend onderzoek naar bio-elektrische materialen en systemen."