Speciaal gefokte Escherichia coli-bacteriën (hier: elektronenmicroscoop van dunne secties) kunnen temperaturen van 48, 5 graden weerstaan. Ze groeien echter langzamer dan hun voorouders. Afbeelding: Jeannette Winter / TU München
Hardop lezen Met de productie van hittebeschermende eiwitten passen bacteriën zich aan hogere temperaturen aan. De bescherming kost echter sterkte: de micro-organismen groeien langzamer. Een onderzoeksteam van de Technische Universiteit van München (TUM) ontdekte dit toen het door fokken gewend raakte aan de bacterie Escherichia coli om te overleven bij temperaturen boven 48, 5 graden Celsius? 11, 5 graden meer dan de gebruikelijke feel-good temperatuur. De microben produceren het eiwit GroE bij verhitting. Dit stabiliseert op zijn beurt andere eiwitten die hun vorm verliezen bij hoge temperaturen. De darmbacterie Escherichia coli is een van de belangrijkste werkpaarden van de biotechnologie. Het repliceert snel en produceert insuline evenals vele andere farmaceutisch belangrijke stoffen. Normaal gesproken voelt de bacterie zich het comfortabelst bij 37 graden Celsius. Hogere temperaturen veroorzaken stress voor het organisme, temperaturen boven 46 graden Celsius zijn al dodelijk. De wetenschappers hebben nu op Escherichia coli-bacteriën onderzocht hoe organismen zich door evolutie aanpassen aan hogere temperaturen.

De onderzoekers rond winter biochemicus Escherichia coli zijn geleidelijk gegroeid door evolutie gedurende een aantal jaren, een hogere hittebestendigheid: de bacteriën groeien nu bij temperaturen van 48, 5 graden Celsius. Hier lijkt echter een natuurlijke limiet te bestaan ​​voor het organisme. In vergelijking met de voorouders bevatten de hittebestendige bacteriën al het eiwit GroE, bekend als hittebescherming in 16-voudige hogere concentraties onder normale omstandigheden. De hittebestendigheid heeft echter zijn prijs: omdat het organisme veranderingen in het genoom heeft als gevolg van de constante stress en veel energie steekt in de productie van hittebeschermende eiwitten, groeit het in het algemeen langzamer dan zijn voorouders.

GroE behoort tot de zogenaamde chaperones: deze eiwitten helpen vers geproduceerde eiwitten correct te vouwen. Elk eiwit bestaat uit een lange keten van aminozuren. Alleen door artistiek in een driedimensionale structuur te vouwen, wordt het het functionerende eiwit. In het geval van de bacterie Escherichia coli stolde GroE eiwitten die onstabiel worden bij hogere temperaturen en brachten ze terug naar hun functionele vorm. "Het vermogen van hittebestendige bacteriën om aanzienlijk hogere niveaus van GroE te produceren is een kritieke factor in overlevingsvermogen onder deze omstandigheden", legt Jeannette Winter uit.

De studie geeft ook aanwijzingen over hoe organismen zich aanpassen aan veranderende omgevingscondities. Dit zou nieuwe wegen kunnen openen voor de gerichte veredeling van organismen voor specifieke taken: "Dit zijn niet alleen bacteriën voor de productie van farmaceutisch interessante eiwitten, maar ook bacteriën die omgevingsgifstoffen kunnen afbreken onder zware omgevingsomstandigheden", legt Winter uit. tonen

Jeannette Winter (Technische Universiteit van München) et al.: Journal of Biological Chemistry, doi: 10.1074 / bjc.M110.103374 ddp / science.de? Rochus Rademacher

© science.de

Aanbevolen Editor'S Choice