Venter vindt ruim een miljoen nieuwe genen in 1.500 liter zeewater

Marianne Heselmans 13 maart 2004 NRC

De Amerikaanse genenjager Craig Venter heeft DNA van de microben in 1.500 liter oceaanwater uit de Sargassozee opgehelderd. Daarbij vond hij maar liefst 1,2 miljoen nog niet eerder bekende genen (Science, 4 maart). Venter, wiens bedrijf Celera in 2000 al naam maakte met het razendsnel in kaart brengen van het menselijk DNA, heeft met dit nieuwe wapenfeit de oceanografie en microbiologie een belangrijke stap verder gebracht. De uitkomst van het onderzoek doet vermoeden dat de Noord Atlantische oceaan veel meer soorten kleine bacteriŽn bevat dan microbiologen dachten, en ook veel meer genen.
 

Foto-onderschrift: Het opgehelderde genoom van oceaanmicrobe Prochlorococcus marinus. De verschillende kleuren geven de functie van de genen aan in de cel. De fragmenten binnen de buitenste cirkel zijn genen van andere Prochlorococcus-soorten die overeenkomen met die van P. marinus. ILLUSTRATIE SCIENCE

Tot voor kort konden microbiologen maar een glimp van de bacteriŽle diversiteit opvangen omdat slechts ťťn procent van alle bacteriŽn zich laat opkweken, en dus liet kennen. Met de nieuwe technieken in de genomics hoeft dat opkweken niet meer; biotechnologen isoleren rechtstreeks het bacterie-DNA uit water of bodem, en proberen aan het DNA af te lezen welke genen en bacteriesoorten het monster water of bodem bevat. Celera doet dit op een dusdanig industriŽle en grootschalige wijze dat het als eerste in staat was al het microben-DNA uit een watermonster in kaart te brengen, in plaats van maar een klein deel ervan.

Venter's onderzoek werpt een nieuw licht op de diversiteit en evolutie in de zee. In de open databestanden waren nog maar 130.000 genen opgeslagen, afkomstig van mens tot diepzeebacterie, en daar voegt Venter nu in ťťn publicatie 1,2 miljoen genen aan toe. Aan 790.000 van die nieuwe genen hebben laboratoria nog weinig, want daarvan is alleen de volgorde van de bouwstenen, de basen, bekend en niet de functie. Maar van de genen waarvan de functie wel bekend is, is bijvoorbeeld te leren welke fysiologische processen in het stukje geanalyseerde oceaan belangrijk zijn. Zo lijken optimale fosforbenutting en lichtbenutting, gezien de honderden verschillende genen die hiervoor gevonden zijn, voor veel bacteriesoorten erg belangrijk. Venter schat dat zijn microben-DNA afkomstig is geweest van 1.800 soorten, hiertussen zouden 148 microben zitten die qua DNA zo weinig lijken op al bekende microben dat ze ieder een apart fylum zouden moeten vormen.

Venter keek nu alleen nog naar het DNA van microben, kleine eenvoudige bacteriŽn, zogeheten prokaryoten, die hij met speciale filters uit de zee bij het eiland Bermuda haalde. GeÔnspireerd door Darwins reizen in 1830 wil hij hierna niet alleen elke tweehonderd mijl vanaf de kust van Bermuda microben-DNA gaan analyseren, hij wil ook complexere organismen, zogeheten eukaryoten uit de oceaan gaan analyseren. Zijn privť-jacht The Sorcerer is al omgebouwd tot onderzoeksboot.