Het leven van microbioloog Craig Venter leent zich steeds beter voor verfilming. Ooit leidde Venter een zorgeloos leventje als surfer aan de stranden van Californië. Maar toen stuurden ze hem naar Vietnam. De schok was zo hevig, dat Venter bezwoer zijn leven te wijden aan de geneeskunde.

Inmiddels is Venter uitgegroeid tot de ‘Bill Gates van het genenonderzoek’, omdat hij steenrijk is, aan het hoofd staat van een waar microbiologisch zakenimperium en bovendien verklaard voorstander is van het bedrijfsmatig uitbaten van genen. En nu keert Venter terug naar waar het allemaal begon: de zee. Daar, even buiten Bermuda, viste Venter niet minder dan 1,2 miljoen nog niet eerder ontdekte genen op uit de zee – veertig keer zoveel genen als de mens heeft. De genen moeten toebehoren aan enkele van de ontelbare zeemicroben, algjes en planktonsoorten waar de zee vol mee zit. Daarvan kent de mens nog zeker 47.700 soorten niet, schat Venter.

Echt verrassend is die bewering niet. De zee is kraamkamer van het leven op aarde: lang voordat de eerste planten en dieren op het land verschenen, wemelden de oceanen al van de microben. Onder de golven probeerde de natuur talloze soorten stofwisseling uit, voordat het principe van fotosynthese het won van de andere en de aarde een groene planeet werd. Nog steeds zit de zee vol met de ‘probeersels’ van de natuur, zoals microben die leven van zwavel of methaan.

Pas de laatste decennia dringt het tot wetenschappers door welke groteske vormen het leven in zee eigenlijk heeft aangenomen. Nog geen dertig jaar geleden kwam aan het licht dat er naast de bacteriën en de ‘eukaryoten’ (de verzamelnaam voor planten, dieren en schimmels) nóg een complete tak van leven bestaat, die van de ‘archaea’ – microben die net zoveel verschillen van de andere levenstakken als een mens verschilt van een bacterie.

Al even verpletterend was de nog recentere ontdekking dat er ónder de zee, tot kilometers diep in de zeebodem, nog een compleet rijk van microben bestaat. Haast een derde van alle biomassa op aarde woont in deze donkere, zuurstofloze wereld onder de zeebodem. Venter en zijn collega’s wilden de mensheid eens flink met de neus op de feiten drukken. Het kan haast geen toeval zijn dat ze hun onderzoek deden in de Sargassozee. Niet alleen staat de Sargassozee bekend als een van de meest doodse, voedingsarme zeeën van de planeet, het is tevens een van de best onderzochte stukken oceaan.

Venter wil maar zeggen: kijk eens wat we allemaal over het hoofd zien, en dan nog wel op een suffe plek als de Sargassozee. Venters groep maakte gebruik van de zogeheten ‘hagelschotmethode’. Met twee onderzoeksschepen haalde hij in twee maanden tijd bij elkaar vijftienhonderd liter water op. Het organisch materiaal werd daar uit gefilterd en met chemicaliën vermalen tot DNA-prut. Die prut liet Venter analyseren door de superkrachtige sequencers en computers die hij eerder gebruikte om ’s werelds eerste inventarisatie te maken van het menselijk genoom.

Uiteindelijk probeerde de computer de sliertjes als dominosteentjes aan elkaar te leggen, door te zoeken naar overlappende stukken genetische ‘lettercode’. In totaal nam de computer zo het onvoorstelbare aantal van duizend miljard DNA-‘letters’ (baseparen) door.

Naar schatting achttienhonderd soorten microbes had Venter gevangen, waaronder 148 geheel nieuwe fylotypes – een ‘fylotype’ is de microbiologische evenknie van een ‘soort’. Bovendien bleek Venter te zitten met 1,2 miljoen stukken werkzaam DNA (genen) waarvan men het bestaan nog niet kende. Tussen de nieuw ontdekte genen zitten waarschijnlijk allerlei exemplaren met zeer interessante functies. Zo vond Venter niet minder dan 782 geheel onbekende genen die een bacil uitleggen hoe hij licht moet opvangen.

Blijkbaar zitten de onontdekte soorten plankton en zeebacillen ook nog eens boordevol nieuwe biologie. Zelfs Venter ziet in dat de mens niet snel greep zal krijgen op het geheime leven uit de zee. Naar schatting 80 procent van alle zeemicroben is dermate zeldzaam, dat ze in de onmetelijke wereldzeeën de bekende speld in de hooiberg vormen.

Een ander probleem is van praktische aard: Venter mag dan beschikken over uiterst geavanceerde DNA-apparatuur, de doorsnee zeebioloog moet het stellen met heel wat bescheidener spulletjes. Met de van hem inmiddels bekende zelfverzekerdheid schrijft Venter in het blad Science van deze week dat de zeebiologie dankzij zijn onderzoek weer tientallen jaren voort kan. Eerst het DNA van de mens analyseren; nu dat van de zee. “Onze studie (..) voorziet in een meer omvattende aanpak van de milieubiologie dan tot dusver voorhanden was.” 

Maarten Keulemans

J. Craig Venter, Karin Remington, John F. Heidelberg, Aaron Halpern et al.: Environmental genome schotgun sequencing of the Sargasso Sea. In: Science Express (2004) DOI: 10.1126/science.1093857