Streptomyceskweek in een petrischaaltje (afb: univ.v.Wisconsin)

Er wordt al jaren geprobeerd om biomateriaal om te zetten brandstof, maar dat dat nog steeds geen doorslaand succes is ligt vooral aan het ‘verzet’ van cellulose, de celstof die overvloedig in planten aanwezig is: de stof, toch een polymeer van glucose, laat zich lastig afbreken.  De bacterie Streptomyces , althans sommige van die soort, schijnt daar iets op gevonden te hebben. Gaat het dan toch nog lukken met de ‘groene’ brandstoffen?

Niets is zo belangrijk voor het leven als de dood. Een dode boom is een goudmijn aan materiaal voor nieuwe planten en dieren”, zegt bacterioloog Cameron Currie van de universiteit van Wisconsin-Madison. “Voeding, water, lucht, energie, bijna alles halen we uit die ecosystemen. Zo werkt onze planeet.” Dat is allemaal prachtig, maar niet alle onderdelen/verbindingen van die boom vallen even snel uit elkaar om als start van nieuw of het onderhoud van bestaand leven te dienen. Cellulose is een hard te kraken noot, waar een koe zeven magen voor nodig heeft en de hulp van schimmels en bacteriën.
Sommige stammen van de bacterie Streptomyces hebben er geen problemen mee cellulose ‘aan stukken te rijten’. Deze bacteriesoort werd lang beschouwd als de grote afbrekers van cellulose, maar dat blijkt een misvatting. “Die veronderstelling was gebaseerd op een zeer goed, oud onderzoek van een type Streptomyces, maar die is niet juist”, zegt biochemicus Brian Fox. “Er is maar een relatief kleine groep van die bacteriesoort die erg effectief is in het afbreken van cellulose, de meeste veel minder.”
De onderzoekers bekeken de afbreekvaardigheden van meer dan 200 familieleden van de Streptomyces-soort, waarbij ze filters als cellulosemateriaal gebruikten. Van meer dan 120 lazen ze het genoom uit en achterhaalden de genen die de ‘goede’ van de ‘slechte’ onderscheiden en de manier waarop de genen werden geactiveerd. De stammen die slecht presteerden activeerden dezelfde genen bij suiker als bij cellulosemateriaal, die het goed doen veranderen de genexpressie als ze op plantaardig materiaal worden gezet. De succesvolle stammen, die meestal ‘samenleefden’ met insecten, verhoogden de productie van bepaalde enzymen.

Enzymen

Juist die combinaties van enzymen maken het interessant voor de productie van biobrandstoffen. Currie: “Wij eten de maïskorrels van de kolf, maar de meeste energie van een plant zit in die delen dat we niet kunnen verteren, de groene delen.” Sommige beestjes kunnen daar, dus, wel wat mee. “Het is dan nuttig om te zien hoe die dat doen”, zegt Fox.
Uit het onderzoek rolden de enzymen en nieuwe enzymgroepen die de bacteriën gebruiken bij de vertering van cellulose. Dat is interessant, omdat voor de productie van biobrandstoffen uit cellulosehoudend biomateriaal de enzymen een grote kostenpost vormen. Enzymen die het nog een ietsje beter doen besparen dan meteen al miljoenen, denken de onderzoekers. Vort, waarom zijn jullie nog niet aan de slag?

Bron: Science Daily