Wageningen Universiteit en Researchcentrum
1 dec 2011
Nummer: R
Wageningse onderzoekers presenteren een apparaat om bacteriën te
isoleren in waterdruppeltjes. Met de machine willen ze uiteindelijk
bacterie-evolutie onderzoeken.
Het apparaat, in de vorm van een zwart kastje, maakt de druppels door
om en om olie en water in een slangetje te pompen. Zo ontstaat er een
parelketting van water- en oliedruppels met elk een inhoud van 100
nanoliter. Dat past tienduizend maal in een milliliter. Door weinig
bacteriën op te lossen, bevat elke waterdruppel maar één of zelfs
geen bacterie. Aangezien de druppelvolgorde niet verandert, kun je
individuele bacteriën een experiment lang volgen. Dat is in een
notendop het geheim van het apparaat.
Het apparaat bewees zich door nauwkeurig de minimale dosis te bepalen
waarbij een antibioticum alle bacteriën doodt. De onderzoekers vulden
hiervoor ruim dertienhonderd druppels met bacteriën die een
fluorescerend eiwit maken. Bovendien kregen de druppels een steeds
lagere dosis van het antibioticum cefotaxime. Twaalf uur lang volgden
de onderzoekers hoeveel bacteriën in leven waren door de druppels in
de slang heen en weer te bewegen langs een lichtdetector.
âHet is een groot voordeel dat je zoveel bacterieculturen parallel kunt
bekijken,' zegt Merijn Salverda, onderzoeker bij het Laboratorium voor
erfelijkheidsleer van Wageningen University, onderdeel van Wageningen
UR. Het grote aantal metingen zorgt onder andere voor snellere en
nauwkeuriger resultaten.
Het isoleren van individuele bacteriën is ook op zichzelf een
voordeel. âJe kunt dan namelijk kijken naar fysiologische
heterogeniteit,' zegt Arjan de Visser, universitair hoofddocent bij het
laboratorium voor erfelijkheidsleer. âDat is variatie die niet
genetisch is.' Die ontstaat bijvoorbeeld door de manier waarop het DNA
is opgerold en de ongelijke verdeling van eiwitten tussen
dochtercellen.
Ondanks de voordelen is het apparaat nog niet uitontwikkeld. âWe zouden
bijvoorbeeld graag een continue bacteriegroei in stand houden,' zegt
Salverda. Nu sterven de bacteriën nog en masse wanneer alle
voedingsstoffen op zijn. Dit maakt het onmogelijk om ze voor lange tijd
te volgen.
Over enkele jaren moet er een nieuw model zijn met meer mogelijkheden
en minder kinderziektes. De Visser denkt dat het allerlei deuren gaat
openen voor evolutieonderzoek: âWe willen bijvoorbeeld gaan kijken naar
de âevolueerbaarheid' van bacteriën. Hoe snel passen stammen zich
aan.' Ook kan sneller worden bepaald welke combinatie van mutaties
gunstig is, een zogeheten fitness landschap. De Visser: âTraditioneel
doen we zo'n experiment in tien reageerbuizen. Door de grote variatie
vind je maar één oplossing. Dit is meer verkennend, hier vind je ze
allemaal.'
De ontwikkeling gebeurde in Europees verband maar vooral met een groep
Franse natuurkundigen. De resultaten verschijnen begin december in het
tijdschrift Lab on a Chip. | Rob Ramaker
Bovenstaand bericht is geproduceerd door de redactie van Resource, het
blad voor Wageningen UR (University & Research centre). Meer informatie
bij Pers- en wetenschapsvoorlichting van Wageningen UR, e-mail:
pers.communicatie@wur of bij de redactie van Resource, e-mail:
resource@wur.nl. Zie ook www.resource.wur.nl.