Met een nieuw ontwikkelde techniek, de metagenomica, lijkt daar verandering in te komen. We kunnen eindelijk een kijkje nemen in de voor ons zo lang verborgen gebleven schatten.

Oorlog
Een gram grond bevat ongeveer achtduizend verschillende soorten bacteriën. Achtduizend soorten die allemaal ruzie maken om het kleine beetje voedsel dat beschikbaar is. Onder je voeten vindt dan ook een ware biologische oorlogvoering plaats tussen organismen die elkaar bestoken met allerhande stoffen. Stoffen die de buurman omleggen om zo genoeg ruimte te creëren om te overleven of stoffen die net dat voordeel geven om die ene voedselbron sneller te kunnen benutten dan de concurrent. Stoffen die wij weer goed kunnen gebruiken als medicijn tegen bacteriële infecties, of om verontreinigde bodems schoon te maken.

Helaas laten maar tachtig van die achtduizend bacteriën zich kweken in het laboratorium. Van de rest weten we niet wat voor voedsel we ze moeten geven of wat voor omstandigheden ze nodig hebben om te groeien. Die tachtig waarbij het ons wel lukt, de zogenaamde cultiveerbare bacteriën, hebben ons erg veel geleerd over hoe het er aan toe gaat op het allerkleinste niveau. Ze hebben ons bovendien vele antibiotica geschonken die miljoenen levens hebben gered. Er lijkt echter een eind te komen aan wat we uit de cultiveerbaren kunnen halen, en dat komt slecht uit: resistenties tegen de laatst ontwikkelde antibiotica steken overal de kop op. Het wordt dus tijd om de overige 99 procent van de micro-organismen te leren kennen. 

Metagenomica
Om de totale genetische informatie van een bacterie te ontleden moest tot voor kort het organisme eerst worden gekweekt in het laboratorium. Daar werd dan het DNA eruit gehaald om vervolgens afgelezen te worden. Dankzij een nieuwe genetische techniek, de metagenomica, is dit niet langer nodig. Het DNA wordt rechtstreeks uit de natuur gehaald zonder tussenkomst van een groeistap. Je krijgt zo een wirwar van informatie van duizenden bacteriën tegelijk, het zogenaamde metagenoom. Deze stukjes DNA bevatten genen met een schat aan informatie die kunnen leiden tot allerlei nieuwe toepassingen, zo hopen wetenschappers. 

Een van eerste onderzoekers die zich gestort heeft op zo’n metagenomische analyse is de beroemde bioloog Craig Venter. Hij is vooral bekend geworden door als eerste het menselijk genoom te ontrafelen. Nu treden hij en zijn onderzoekers in de voetsporen van Charles Darwin door met de Sorcerer II, de moderne variant van Darwin’s Beagle, de zeeën af te struinen op zoek naar het onbekende leven. De onderzoekers begonnen met de analyse van zeewater uit de Sargossazee. Water bevat een stuk minder micro-organismen dan aarde en voor een eerste poging met een nieuwe techniek zou dat meer dan genoeg informatie moeten opleveren.

De onderzochte liters uit de Sargossazee bleken enorm rijk aan microbieel leven te zijn: er werden in totaal 1,2 miljoen nog nooit ontdekte genen gevonden. Na lang puzzelen bleek dat van maar drie bacteriën de hele genetische informatie aan elkaar kon worden geplakt. De rest van het DNA lijkt te bestaan uit kleine delen van allerlei verschillende bacteriën. De verkregen informatie is dus nog lang niet compleet; nog steeds blijft een groot gedeelte van de genetische informatie verborgen. 

De volgende stap in het hele proces is de analyse van al die nieuw verkregen genen: hoe komen we erachter waar ze voor dienen? Hoe vinden we in deze hooiberg van miljoenen genen die ene nuttige speld? Die stap kost ontzettend veel tijd en is duidelijk de bottleneck in het hele proces. Omdat veel genen nieuw zijn, is er geen vergelijkingsmateriaal aanwezig uit ander onderzoek dat iets kan zeggen over hun functie.

Biobrandstof
Er zijn ondertussen al veel andere metagenomicaprojecten gestart. Zo is de DNA-code van alle bacteriën uit een gram boerderijgrond blootgelegd en is het totale metagenoom van alle bacteriën die in een rottend walviskarkas leven onderweg. Een project waar veel van verwacht wordt, is de analyse van de totale DNA-inhoud van alle bacteriën uit het verteringstelsel van een termiet. Termieten zijn meesters in het verteren van cellulose, het hoofdbestanddeel van planten. Cellulose wordt in deze beestjes zeer efficiënt omgezet in kleine suikers, die vervolgens gebruikt kunnen worden als bron voor de productie van ethanol, een potentiële biobrandstof. Er is hoop dat genen uit de termietenmaag codering bevatten voor enzymen die ethanolproductie uit plantenafval veel efficiënter kan laten verlopen dan nu het geval is. De vaak als ongedierte beschouwde beestjes kunnen zo een steentje bijdragen aan het oplossen van de milieuproblematiek.