Minuscule motor zonder rem

De buitenboordmotor van de bacterie Bacillus subtilis heeft geen rem, maar komt tot stilstand door de motor in z’n vrij te zetten. Het eiwit EpsE werkt als koppeling tussen de motor en de schroef, schrijven Amerikaanse biologen in Science.

Het zweepstaartje van een bacterie is een knap staaltje werk van Moeder Natuur. Het spiraalvormige aanhangsel draait keihard rond, vergelijkbaar met de schroef van een buitenboordmotor. Zo kunnen de eencelligen rondsjezen en bijvoorbeeld op zoek gaan naar eten, of naar soortgenoten om mee samen te werken. Veel bacteriën werken namelijk maar al te graag in teamverband. Tandplak is zo’n bacterieteam dat gezamenlijk een dunne laag op de tanden vormt, maar ook op rotsen en bladeren vormen eencelligen vaak een zogenaamde biofilm. Eigenlijk verenigen bacteriën zich op alles waar voldoende water en voedsel aanwezig is. Het is dan wel zaak dat hun buitenboordmotor zich even gedeisd houdt. Een biofilm van bacteriën die als een dolle gas geven, schiet natuurlijk niet op. Die valt binnen de kortste keren uiteen. Bij het inparkeren in een biofilm moeten bacteriën dus op de een of andere manier hun motortje stilzetten. De rem erop lijkt het meest logisch, maar onderzoekers van Harvard University en Indiana University Bloomington (VS) ontdekten dat dit bij Bacillus subtilis niet het geval is. De bacterie koppelt gewoon de motor los van zijn zweepstaart. Zonder aandrijving komt de bacterie dan vanzelf tot stilstand. “Het is vergelijkbaar met een auto die je in z’n vrij zet”, schrijven de Amerikanen vandaag in Science. Tijdens het onderzoek bleek het eiwit EpsE een belangrijke rol te spelen in de minuscule motor van de bacterie. Om achter de precieze functie van het eiwit te komen, keken de biologen naar de werking van het zweepstaartje met en zonder EpsE. In de afwezigheid van EpsE kwam de bacterie al snel tot stilstand. Zonder dit eiwit schiet de motor als het ware in z’n vrij. Is de motor eenmaal door de afwezigheid van EpsE ontkoppeld van de zweepstaart, dan rolt de bacterie langzaam uit totdat hij stilstaat. Geen rem dus. Gelukkig maar, want dat zou volgens de onderzoekers een ramp zijn. Een rem betekent namelijk dat er helemaal geen beweging meer te krijgen is in de zweepstaart, en dat is niet de bedoeling. In het turbulente leven van een bacterie botst er continu van alles tegen hem op. Als de zweepstaart dan niet een beetje mee kan draaien, breekt dat ding zo af. Met het koppelingsmechanisme is dit geen probleem. De zweepstaart draait bij teveel druk gewoon een beetje mee. De onderzoekers hopen in de toekomst met behulp van EpsE vervelende biofilms tegen te kunnen gaan. Met het eiwit of een variant daarop zouden bacteriën de film dan letterlijk kapot zwemmen. Helaas weten de onderzoekers niet of dit ontkoppelingsmechanisme algemeen is onder eencelligen, of alleen bij deze bacterie voorkomt. Steijn van Schie Kris M. Blair ea.: ‘A Molecular Clutch Disables Flagella in the Bacillus subtilis Biofilm’, Science, 19 juni 2008. Richard M. Berry en Judith P. Armitage: ‘How Bacteria Change Gear’, Science, 19 juni 2008.