Er moet een lijst komen van alle levende organismen

Indeling organismen

Wat weten we van de schimmels en micro-organismen?

Met enige regelmaat worden er nog steeds ‘nieuwe’ dieren ontdekt. In de meeste en hoogstwaarschijnlijk zelfs in alle gevallen gaat het dan niet om ‘nieuwe’ dieren, maar om nog niet ontdekte dieren. Hoe verder we bij de mens vandaan raken hoe geringer de kennis. Van micro-organismen hebben we maar een vaag idee wat er allemaal op aarde zo rondkruipt en krioelt. Over virussen hebben we het maar niet eens. Onderzoekers hebben nu een plan opgesteld om van alle levende organisme een lijst te maken. Van de grootste tot de kleinste, van zoogdieren, planten, vogels en insecten tot schimmels en micro-organismen. Lees verder

Hebben de mieren de oplossing voor de antiobioticacrisis?

Bacteriën produceren variabele antibioticamengsels voor mieren

Mieren hebben een relatie met bacteriën (links) die verschillende antibiotica (boven) voor ze produceren (af: Marvasi et. al.)

Al miljoenen jaren maken schimmelkwekende mieren gebruik van ‘antibiotica’ producerende bacteriên om hun oogst te beschermen tegen parasitische schimmels. Daar schijnen die schimmels geen verweer tegen te hebben: ze bouwen geen resistentie op. Onderzoekers zijn eens gaan kijken hoe die mieren (en bacteriën) dat voor elkaar krijgen. Hebben de mieren de oplossing voor wat we zo langzamerhand de antibioticacrisis zijn gaan noemen, nu steeds meer micro-organismen ongevoelig zijn geworden voor antibiotica. Lees verder

Onderzoekers willen vuursalamander redden

Vuursalamander met uitsterven bedreigd

Vuursalamander

Een dodelijke schimmelinfectie bedreigt het voortbestaan van de vuursalamander. Het schijnt dat onderzoekers in Duitsland een reddingsplan hebben, maar daarvoor moeten de salamanders wel eerst gevangen worden. In Nederland is de soort al bijna uitgestorven en België volgt ras. Lees verder

Schimmels halen metalen uit afgedankte batterijen

Schimmels halen metalen uit afgedankte batterijen

De schimmels Aspergillus niger (linksboven), Penicillium simplicissimum (rechtsboven) en Penicillium chrysogenum (onder) halen kobalt en litium uit oplaadbare batterijen (Afb: Aldo Lobos)

Oplaadbare batterijen hebben ook een houdbaarheids-datum. Je kunt je afgedankte batterijen, tegenwoordig vaak lithiumionbatterijen, in Nederland overal inleveren, maar waarschijnlijk verdwijnen er toch een hoop in het vuilnis. Zonde van de waardevolle stoffen die nog in die batterijen achterblijven. Onderzoekers hebben schimmels te hulp geroepen om waardevolle stoffen als kobalt en lithium uit de afgedankte batterijen te ‘destilleren’. De onderzoekers vertellen hun verhaal op het ‘najaarscongres’ van de Amerikaanse scheikundevereniging ACS Lees verder

Er zouden zo’n 1000 000 000 000 micro-organismen zijn

Geiser met gekleurde archaea (oerbacteriën)

Geiser met oranje gekleurde archaea (oerbacteriën) (afb: WIki Commons)

Het aantal op aarde levende micro-organismen zou wel eens een biljoen (duizendmiljard) kunnen bedragen, zo becijferden onderzoekers van de universiteit van Indiana (VS). Daarvan kennen we er maar bitter weinig: een honderdduizendste deel (tienmiljoen). Onderzoekers Jay Lennon en Kenneth Locey kwamen tot die schatting op basis van ‘doorsnedes’ van grote gegevensverzamelingen en van universele schaalwetten. Lees verder

Micro-organismen maken ‘biodiesel’ van kooldioxide

Rokende schoorstenen van staalfabrieken in Qian'an in Noord-China

Rokende schoorstenen van staalfabrieken in Qian’an in Noord-China (foto: dpa)

Het is zo simpel als wat. Er bestaat geen klimaatprobleem als je heel die uitbundige CO2-uitstoot gebruikt om brandstof van te maken. Dan is de kring gesloten. Onderzoekers van het MIT in Cambridge (VS) zouden er in zijn geslaagd een proces te ontwikkelen dat ‘soepeltjes’ van kooldioxide ‘biodiesel’ maakt. Daar heb je dan helemaal geen voedingsgewassen en kostbare landbouwgrond voor nodig (als het allemaal uitkomt). Vooralsnog gaat het om labproeven. Het proces zou twee keer zo veel kooldioxide binden als het produceert (vraag me niet hoe dat mogelijk is). De grote vraag is en blijft of het proces er energetisch uit kan. Lees verder

Wat hebben onbekende micro-organismen ons te bieden?

Shewanella oneidensis-bacteriën met elektriciteit geleidende eiwitdraden

Shewanella oneidensis -bacteriën met geleidende eiwitdraden. Die vormen een elektrisch circuit om te ‘ademhalen’ (afb: Science)

Microbioom is een term die zoiets als micro-organismehuishouding betekent. Darmflora komt in de buurt, maar dan mis je toch wat. Microbioom zou je natuurlijk ook voor de uitgebreide wereld van micro-organismen kunnen lezen, de micro-wereld. Daar weten we erg weinig van. Nou hebben zo’n 50 onderzoekers op dit terrein de handen ineen geslagen en een heus microbioomconsortium (UMIC) opgericht. Meteen vliegen er allerlei modieuze en nietzeggende termen in het rond als doorbraak, medicijnen, milieubeheer en duurzame energie. Want ja, de wereld van de micro-organismen leren kennen moet natuurlijk wel wat opleveren. Wetenschap ter bevrediging van nieuwsgierigheid is zo 20ste-eeuws… Lees verder

Micro-organismen maken samen biobrandstoffen uit oogstafval

BiobrandstofcombiAl heel vaak – en ook in dit geval geef ik geen garantie – is dé doorbraak aangekondigd bij de productie van biobrandstoffen. Biobrandstoffen worden gezien als ‘groen’ alternatief voor fossiele brandstoffen, maar de huidige productiewijze van biobrandstoffen concurreert met de voedselproductie. Dé oplossing zou natuurlijk zijn om biobrandstoffen te maken uit landbouwafval: overschietende biomassa. Tot nu toe is het niet erg goed gelukt, omdat die resten veel houtachtige stoffen bevatten als cellulose en lignine die zich lastig met behulp van bacteriën laten omzetten tot biobrandstoffen, op een wijze die niet vreet aan de voedselvoorziening. Onderzoekers van de Amerikaanse universiteit van Michigan zijn op het idee gekomen bacteriën en schimmels te laten samenwerken om biobrandstoffen te maken, met, volgens bild der wissenschaft verbazingwekkend (goed) resultaat.

“De biosynthese van brandstoffen uit biomassa is een veelbelovend en duurzaam alternatief voor fossiele brandstoffen”, stelt onderzoeker Jeremy Minty. “Het probleem is alleen dat die plantenresten veel lignocellulose bevatten, die de planten hard en robuust maakt, maar ook de afbraak bemoeilijkt.” Voor de afbraak van de vertakte lignocellusosemoleculen is een keten van reacties nodig om ze om te zetten in suikers, die op hun beurt weer makkelijk zijn om te zetten in ethanol of andere energierijke verbindingen. Tot nu toe is steeds geprobeerd die omzetting door een, genetisch gemodificeerde, bacterie te laten doen, maar met beperkt succes, zo stelt Minty. Hij heeft toen met zijn medewerkers de kaarten op samenwerking gezet.
Ze ontwikkelden een systeem bestaand uit een schimmel (Trichoderma reesei) en de E. coli, het erkende werkpaard van de biotechnologie. De schimmel zorgt van de afbraak van de lignocelluloseketens in suikers. De E. coli neemt de stap van suikers naar biobrandstof voor zijn rekening. Er bestond al een genetisch gemanipuleerde E. coli-stam, die uit de suikers isobutanol maakt. Die verbinding levert bij verbranding veel meer energie dan ethanol en maar 18% minder dan benzine en is daarmee een effectievere brandstof dan ethanol (je rijdt verder op een volle tank isobutanol dan op dezelfde tank vol met ethanol)
Deze oefeningen in het lab zijn altijd leuk en veelbelovend, maar waar het uiteindelijk om gaat is dat het proces ook op grote schaal werkt en voldoende oplevert (in termen van product, maar uiteindelijk ook in termen van geld). De onderzoekers vulden een reactor met schimmel en bacteriën en voegden maïsstengels en -bladeren toe (zie afb.). Zonder toevoeging van andere stoffen leverde de proef 1,88 g isobutanol per liter reactorvloeistof op, volgens de onderzoekers de tot nu toe hoogste opbrengst bij de omzetting van plantenresten in biobrandstoffen. Samen zetten schimmel en bacterie tweederde van het plantaardig materiaal om in winbare energie. Doordat isobutanol prima met water mengt moet de brandstof wel eerst uit de reactievloeistof worden gedestilleerd.
Schimmel en bacterie bleken elkaar niet in de weg te zitten. Geen van beide micro-organismen nam de overhand of stoorde de ‘partner’ in de omzetting, terwijl de samenwerking toch tamelijk ongelijkwaardig is. De schimmel levert de bacterie zijn voedsel (de suikers), maar geeft daar niks voor terug. Dat zou normaal gesproken betekenen dat de bacterie de schimmel rap zou overvleugelen, maar dat voorkomt de schimmel door de suiker alleen vlak bij de eigen celwand af te leveren, zodat de schimmel zelf ook voldoende aan zijn trekken komt. Dat leidt tot een stabiel evenwicht, stellen de onderzoekers. Doordat de hele afbraak en omzetting in biobrandstof in een reactor plaatsvindt, wordt het proces ook economisch aantrekkelijk.
De onderzoekers werken nu een een verbetering van de opbrengst van de microbiële samenwerking. Dat willen ze, onder meer, bewerkstelligen door de tolerantie van de micro-organismen voor isobutanol (voor de E. coli  tenslotte een afbraakproduct) te vergroten. Door een anders ‘gedresseerde’ E. coli  te nemen, zijn met dit systeem ook andere biobrandstoffen zoals ethanol te produceren.

Bron: bild der wissenschaft

‘Foute’ schimmel breekt cellulose af

Celluloseverterende schimmels Je moet altijd een beetje voorzichtig zijn met weer een nieuwe doorbraak op het gebied van biobrandstoffen. Op zich is het maken van biobrandstoffen uit plantaardige koolwaterstoffen niet erg moeilijk, maar het (bekende) probleem daarmee is dat dat concurreert met planten als voedselbron. Veel handiger is natuurlijk het, lastig verteerbare, cellulose en lignine van planten als biobrandstofbron te gebruiken, maar dat lukt nog steeds niet al te best tegen een aanvaardbare prijs.
In Wenen hebben ze MOGELIJK het ei van Columbus gevonden: een Trichoderma-schimmel die, onder meer, cellulose en ligninen omzet in suikers, die dan weer simpel zijn om te zetten in biobrandstoffen. Het vervelende is dat de schimmel die enzymen (onder meer cellulase) alleen produceert als die die nodig heeft. De aan/uit-schakelaar (de zogeheten ‘inductor’) daarvoor is de disaccharide soforose. Die stof is bijzonder kostbaar: 60 keer duurder dan goud (€ 2500 tegen € 40 per gram). Volgens onderzoeker Robert Mach is die prijs voor soforose bepalend voor de prijs van de via deze route vervaardigde biobrandstof. Te duur dus.
Aan de technische universiteit van Wenen bleek de groep onderzoekers van Mach, dat een schimmelstam het voor de aanmaak van celluloseafbraakenzymen verantwoordelijke gen niet uitschakelde. Bij deze stam is de ‘inductor’ (de soforose) niet nodig om de afbraak van cellulose en ligninen in gang te zetten. Door het vergelijken van de genen tussen de diverse stammen werd duidelijk welk gen verantwoordelijk is voor de productie van cellulose-afbraakenzymen. Een gouden tijd breekt aan (denken ze in Wenen).

Bron: Eurekalert (foto TU Wenen)

Schimmelige voeten

We huisvesten wel 200 verschillende schimmels
Een fluorescentiemicroscoopopname van een haarzakje omringd door schimmels en bacteriën op de rug van een deelnemer aan het onderzoek

Het is een beetje onsmakelijk verhaal (alhoewel): ondanks al onze noeste pogingen tot hygiëne zijn we vergeven van het ongedierte. Er heeft wel eens iemand een schatting gemaakt dat we meer bacteriële cellen in ons lichaam hebben dan eigen lichaamscellen (bacteriecellen zijn meestal veel kleiner dan onze eigen cellen). En nu weer schimmels. Onze huid wemelt er van, zo blijkt uit Amerikaans onderzoek. Schimmels zitten op hoofd en lijf, maar vooral op onze voeten. De voeten huisvesten wel tot 200 verschillende soorten schimmels. Ze hebben vooral een voorkeur voor de hielen, maar zitten ook graag onder de nagels en tussen de tenen. Overigens gaat het om een vrij beperkt onderzoek bij tien, gezonde, volwassenen. De meesten hadden geen last van hun schimmelgasten. Twee wel.

Bronnen: BBC, NIH (foto: Sci Transl Med 5, 172ra21 (2013); DOI: 10.1126/scitranslmed.3004925)