De Nijmeegse microbiologen van het Institute for Water and Wetland Research (IWWR)

lijken patent te hebben op het opsporen van bijzondere bacteriën. Eerder vonden ze onder meer de anammoxbacteriën die zonder zuurstof ammonium omzetten. Spectaculair was ook vorig jaar hun ontdekking van een methaanetende bacterie in het Twentekanaal. En nu kan aan dit rijtje een vulkaanbacterie toegevoegd worden.

Verzot op zuur

De nieuwste bewoner in het lab van de Nijmeegse microbiologen heet Acidimethylosilex fumarolicum SolV, een bacterie uit de familie van de Verrucomicrobia. De vondst is een toevalstreffer, vertelt onderzoeksleider prof. Mike Jetten. Een van de microbiologen uit zijn groep, dr. Arjan Pol, was samen met Italiaanse vulkanologen bij de Vesuvius eigenlijk op zoek naar zwaveletende bacteriën. Hij nam een schep modder mee uit een hete vulkaanpoel vol gassen en zwavelverbindingen. Het moddermonster bleek een onverwachte bewoner te herbergen.

Bijzonder aan de vulkaanbacterie is dat hij onder extreem zure omstandigheden gedijt. "De laagst bekende zuurgraad waarbij methaanetende bacteriën konden leven, was pH5", vertelt Jetten. "De nieuw gevonden bacterie gedijt het beste bij een pH-waarde van 1 of minder."

Om een idee te geven hoe zuur dat is: de vloeistof waarin de bacterie in het Nijmeegs lab gekweekt wordt, brandt direct gaten in kleding. "Verder kun je beter je vinger er niet te lang inhouden, want dan ben je die ook kwijt", vertelt Pol opgewekt.

Het beestje is niet alleen verzot op zuur, maar houdt ook van hitte, vijftig tot zeventig graden. Precies de biotoop die vulkanen te bieden hebben. Nadeel is wel dat vulkaanpoelen door de grote hoeveelheden uitgestoten gassen zuurstofarm zijn. "Deze bacterie verkeert vrijwel voortdurend in ademnood", vertelt Jetten. Desondanks weet hij deze barre omstandigheden ook het hoofd te bieden: "Al zijn enzymsystemen zijn afgestemd op een zo efficiënt mogelijk gebruik van zuurstof."

Broeikasgas

De vulkaanbacterie is niet alleen bestand tegen extreme leefomstandigheden, hij blijkt bovendien nuttig. De groep van Jetten ontdekte dat de bacterie methaan, een belangrijk broeikasgas, omzet in biomassa en kooldioxide. "Zonder deze bacterie zou al dit methaangas in vulkanen en vulkaanpoelen de lucht ingaan." De bacterie levert met andere woorden een substantiële bijdrage aan het beperken van het broeikaseffect.

Het kostte overigens de nodige inspanningen alvorens de groep van Jetten kon aantonen dat deze bacterie methaan consumeerde. De bacteriekweek stond weken lang in het Nijmeegse lab zonder dat de beestjes ook maar iets nuttigden van het toegediende methaan. Pas na zes weken kon afname van methaan aangetoond worden. Het lukte ook niet om het kenmerkende enzym voor methaanconsumptie met de gebruikelijke DNA-technieken, waarbij een aantal DNA-sequenties van de bacterie bekeken wordt, te detecteren. "Dat was een aanwijzing dat we met een uitzonderlijk specimen van doen hadden. De basenpaarvolgorde paste blijkbaar niet met bekende sequenties uit DNA-databanken."

Uiteindelijk besloot Jetten dan maar het hele genoom van de bacterie in kaart te brengen. De genoomanalyse uitgevoerd door dr. Huub Op den Camp bracht het bewuste enzym alsnog aan het licht. "Met de gebruikelijke methode zie je maar een klein deel van de natuur, je vindt in feite wat je zoekt", stelt Jetten. Even een bochtje verder kijken kan lonend zijn, zoals uit de Nijmeegse ontdekking blijkt.

Geurvreter

Nu het genoom bekend is, weet Jetten dat hun bacterie dezelfde is als bacteriën in Yellowstone en andere vulkanen is aangetroffen, maar die nog niet geïdentificeerd waren. Hij verwacht dat ze zich in de meeste zure vulkanen bevinden. De bacterie vervult daar een onmisbare rol in het in stand houden van een gezond en natuurlijk ecosysteem.

Jetten sluit niet uit dat het beestje ook zijn diensten kan bewijzen bij reiniging van uitgestoten gassen van bijvoorbeeld fabrieken, mestbedrijven, bodemsanering en de visafslag. Hij zou daarbij als geurvreter kunnen fungeren en zo stankoverlast verminderen. Eerder al kregen resultaten van Jettens onderzoeksgroep een praktische toepassing. Zo wordt de anammoxbacterie ingezet bij afvalwaterreiniging en vond dankzij Nijmeegse kennis over de rol van methaanetende bacteriën hoogveenherstel plaats.

Heeft Jetten een lieveling onder een van 'zijn' bacteriën? "Als we een wedstrijd methaan eten zouden houden tussen de Twentekanaalbacterie en zijn collega uit vulkaanmodder, dan zet ik mijn geld in op de laatste." De vulkaanbacterie groeit namelijk sneller. "Daar staat tegenover dat die uit het Twentekanaal veel complexer en daarom geheimzinniger en spannender is."

En verder hoopt Jetten vooral weer eens een nieuw beestje in het vizier te krijgen. Waar hij moet zoeken, daarvan heeft hij nog geen idee. "Maar ik hoop wederom op iets extreems."