ProfielWie ben ikMijn interessesMijn poëzieBerichtenVriendenBeheer

In wezen zijn we meer microbe en bacterie dan mens …

Het menselijke lichaam zit machinaler in elkaar dan we zouden kunnen vermoeden.
door Tsenne Kikke - maandag 30 juli 2012 17:38

Bio-informaticus Jeroen Raes, VIB groepsleider en professor in bio-informatica en metagenomics aan de VUB werkte met enkele collega’s mee aan een groot artikel in 'Nature' dat het sociaal netwerk van bacteriepopulaties in en op het menselijk lichaam in kaart bracht – de meeste van die wezentjes leven in perfecte harmonie met ons samen. 

Om te definiëren welke bacteriepopulaties in mensen aanwezig zijn, werden er stalen van 242 vrijwilligers (129 mannen en 113 vrouwen) bestudeerd ondermeer uit mond, neus, huid, darmen. Bij de mannen werden er van 15 plaatsen op het lichaam stalen genomen, bij de vrouwen van 18.

Uit het onderzoek bleek dat er meer dan 10.000 microbiële soorten in het menselijke ecosysteem aanwezig zijn. Ons lichaam bevat miljarden micro-organismen, 10 keer zoveel als het totaal aantal menselijke cellen! En, ze zijn van vitaal belang voor onze gezondheid.

In onze darmen alleen al leven naar schatting 100.000 miljard individuele bacteriën. Zij vormen onze darmflora. Ze helpen mee om voedsel om te zetten in energie en beschermen ons tegen aanvallen van ziekteverwekkers. In ruil voor deze nuttige diensten biedt ons lichaam de bacteriën een woonplaats én voedsel aan.

Er bestaan drie verschillende types darmflora. Het darmstelsel van elke mens behoort tot één van drie duidelijk te onderscheiden types, vergelijkbaar met bloedgroepen. Die types zijn onafhankelijk van ras, land van herkomst of voeding. De types darmflora (enterotypes genaamd) vallen uiteen in drie grote, duidelijk te onderscheiden groepen: de Bacteroides, Prevotella en Ruminococcus. Ze zijn genoemd naar de bacteriën die de darmen van de respectievelijke groepen domineren. Het is voorlopig nog onduidelijk of mensen tijdens hun leven kunnen overgaan van de ene groep naar de andere.

Een sluitende verklaring voor het bestaan van de types darmflora hebben de wetenschappers nog niet, maar alles wijst erop dat in onze darmen slechts een beperkt aantal stabiele levensgemeenschappen mogelijk is. Daarin gelijken ze op andere ecosystemen in de natuur, zoals wouden, toendra’s, tropische bossen, savannes of andere. Ecosystemen hebben de neiging om naar een stabiel evenwicht te evolueren, met bepaalde soorten die de bovenhand halen en andere die in een niche leven. Ook voor onze darmen blijkt dat op te gaan.

Opmerkelijk is dat de vitamineproductie tussen de verschillende groepen sterk verschilt. Mensen die behoren tot de Bacteroides-groep hebben meer darmbacteriën die vitamine C, B2, B5 en H maken. De Prevotella-groep vertoonde hogere aantallen van B1 en foliumzuur-producerende flora.

De studie toont ook aan dat bijna iedereen ziekteverwekkende micro-organismen in zijn lichaam heeft, vaak zonder ziek te worden. Voor de onderzoekers is het nu een uitdaging te vinden waarom en onder welke condities sommige ziekteverwekkende micro-organismen kunnen leiden tot de dood. Het is goed mogelijk dat dit tot totaal nieuwe inzichten zal leiden over hoe micro-organismen mensen ziek maken.

Maar zelfs bacteriën moeten zich wapenen tegen de boze buitenwereld. Ze beschikken daarvoor over een pantser, een echt haakwerk van duizenden stuks van hetzelfde eiwit. Een microbiologische maliënkolder. Microben investeren soms tot een derde van hun eiwitproductie in de opbouw van hun harnas.

“De bacteriën in deze ecosystemen gedragen zich net als dieren of mensen in populaties,” zei Jeroen Raes. “Ze kunnen harmonieus samenwerken om complexe moleculen af te breken, maar soms is het ook pure oorlog voor bepaalde voedingsstoffen. Dit ontrafelde netwerk stelt ons nu in staat om de relaties tussen bacteriën verder te onderzoeken. Waar we vooral in geïnteresseerd zijn, is hoe deze ecosysteemnetwerken verstoord raken in ziekten en wat we kunnen doen om ze te herstellen”.

Ook Han Remaut van de Brusselse tak aan het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) presenteerde met een aantal collega’s in het topvakblad 'Nature' een beschrijving van de structuur van dit pantser tot op het niveau van de atomen. Voor dat huzarenstukje hadden ze een combinatie van technieken nodig, zoals x-stralendiffractie en elektronenmicroscopie.

De onderzoekers konden letterlijk zien hoe de individuele eiwitten zich vasthaken tot een maliënkolder van moleculaire afmetingen. Het inzicht kan nuttig zijn in de strijd tegen bacteriële infecties, want er zijn aanwijzingen dat de microben hun pantser ook gebruiken als anker om zich aan cellen te hechten.
 
Interessant was voorts dat, als de onderzoekers hun bacteriën kweekten in een milieu zonder belagers, de wezentjes beduidend minder of zelfs helemaal niets investeerden in het pantser. Ze laten ook gaatjes in hun harnas, om de uitwisseling van voedings- en andere stoffen met de omgeving niet te hinderen.

Het onderzoek kan eveneens nuttig zijn voor de nanotechnologie, want we kunnen veel leren van hoe de natuur miniatuurstructuren creëert. De manier waarop de eiwitten zich vanzelf tot een pantser in elkaar haken, kan model staan voor het automatisch laten assembleren van artificiële miniatuurbouwwerkjes.

Ondanks alles staat het onderzoek nog altijd in de kinderschoenen. Eén van de problemen is dat de meeste darmbacteriën enkel kunnen overleven binnen in de beschermde omgeving van de darm. Daarbuiten sterven ze af. Van alle darmbacteriën kan er in een labo maar een heel beperkt aantal worden gekweekt om ze, soort per soort, te bestuderen. Maar, al zijn de bacteriën zelf misschien niet te kweken, het DNA dat ze bevatten kan men wel onderzoeken. Dat gebeurt via metagenomics en next-generation sequencing.

Metagenomics is het onderzoeken van genen van een complete bacteriële gemeenschap. Voor de totale darmflora betekent dit ongeveer 3,3 miljoen verschillende genen, of bijna 150 keer meer dan er in menselijk DNA zitten. Bij onderzoek van het metagenoom (de genetische informatie van de bacteriën + die van de mens in kwestie) zit al die informatie kriskras door elkaar.

Het bepalen van een metagenoom gebeurt in verschillende stappen:

1) Het totale DNA (van alle soorten tegelijkertijd) wordt opgesplitst in miljoenen willekeurige fragmenten.

2) De volgorde van de DNA-letters van die fragmenten wordt bepaald, gebruik makend van de nieuwste generatie sequencing-methodes.

3) Via computertoepassingen worden die fragmenten terug bij elkaar gezet, zodat van alle bacteriën de DNA-sequentie bepaald kan worden.

Kortom: uit de metagenoomstudie blijkt dat we in wezen meer microbe zijn dan mens. En, van zodra we beseffen hoe ons brein onze dromen, verbeelding, gedachten, gevoelens regeert, en hoe het met de vertalingen van de binnenkomende prikkels omgaat, verkrijgen we een idee van hoe 'machinaal' we in elkaar steken.

Voor enkelen onder ons is het dus een groot geluk te beseffen meer te zijn dan enkel en alleen dat lichaam en alles wat er zich in afspeelt. Dat is de 0,01% waarover ik regelmatig schrijf... Ben jij daar ook bij?

Commentaar


arno Gepost op: 30/07/2012 20:49:02
arno

Het is een mooi voorbeeld over de opbouw van fractals die de hele 'schepping' vormgeven. Hoe kleiner je kijkt, hoe meer je hetzelfde ziet als wanneer je naar groter kijkt. Zo zouden wij als mens misschien ook niet meer dan een bacterie zijn op het lichaam van de kosmos.. ? En deze kosmos weer een klein deeltje van nog iets groters..?

wonderlijke wereld ;-)

Reageer


Opgelet: momenteel ben je niet ingelogd. Om onder jouw eigen naam te posten kun je hier inloggen.

Mijn naam:    
Mijn e-mail adres:    
Mijn commentaar:
Verificatie:
Typ de code hierboven in:
 


School voor ontwikkeling van De Innerlijke Mens


Adverteer op Spiritualia
Adverteren
Zoek&Vind
Meer
Spiritualia
Contact
Copyright © 2008-2019 Spiritualia. Alle rechten voorbehouden. | Privacy Statement | Gedragscode | Algemene Voorwaarden | Auteursrecht