Universiteit van Amsterdam

Gepubliceerd op 13 december 2010

`Ontdekking arseenbacterie is flauwekul'

UvA-hoogleraar vindt Science-artikel onder de maat

Gepubliceerd op 13 december 2010

Het is maar zeer de vraag of de bacterie die onlangs werd ontdekt door de NASA arseen in zijn DNA heeft ingebouwd in plaats van fosfor. Het onderzoek beschreven in het wetenschappelijke tijdschrift Science bevat gaten in de onderbouwing. Dat stelt hoogleraar Aquatische Microbiologie Jef Huisman van het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de Universiteit van Amsterdam.

Geobiologe Felisa Wolfe-Simon, verbonden aan de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA, maakte begin december bekend dat haar onderzoeksteam een nieuwe bacteriestam heeft geïsoleerd die leeft in een Californisch meer met een extreem hoge concentratie arseen. In een artikel in Science stellen de onderzoekers van NASA te hebben aangetoond dat deze bacteriestam gebruikmaakt van het feit dat arseen en fosfor chemisch sterk op elkaar lijken, om op een aantal plaatsen in zijn moleculen, waaronder zijn DNA, fosfor te vervangen door arseen. Tot nu toe werd aangenomen dat fosfor één van de zes elementen is die essentieel zijn voor het ontstaan van leven. Als het inderdaad mogelijk is dat organismen in plaats van fosfor arseen gebruiken in hun DNA, moet dit idee worden losgelaten. Dat zou een spectaculaire omwenteling betekenen in het denken over wat `leven' is. Ook hoogleraar Jef Huisman van het IBED dacht aanvankelijk dat het om een dermate baanbrekende ontdekking ging dat Wolfe-Simon zeker kon zijn van een Nobelprijs.

Toen Huisman echter het Science-artikel goed nalas en met collega Hans Matthijs de getallen narekende, maakte zijn enthousiasme plaats voor skepsis. Wolfe-Simon en haar team baseren hun conclusies op het feit dat ze de bacteriestam konden laten groeien in een kweekvloeistof met zeer hoge arseenconcentraties. Zoiets is volgens de NASA-onderzoekers alleen mogelijk als de bacterie in verschillende moleculen, waaronder zijn DNA, arseen gebruikt in plaats van fosfor. Die bewering gaat volgens Huisman niet op: 'In de kweekvloeistof zat drie micromolair fosfaat als verontreiniging. Dat is heel weinig, maar meer dan genoeg om bacteriën te laten groeien. Uit experimenten in ons eigen lab blijkt dat bijvoorbeeld cyanobacteriën bij een dergelijke concentratie prima kunnen groeien. Sterker nog, zelfs als de fosfaat concentratie 100 keer lager wordt kunnen ze zich nog steeds blijven vermenigvuldigen'.

Controle-experiment

De NASA-onderzoekers zouden kunnen tegenwerpen dat ze een controle-experiment hebben uitgevoerd, zonder arseen, maar wel met dezelfde fosfaatverontreiniging. In deze controleproef groeide de `arseenbacterie' niet. Huisman wijst echter op de kleine lettertjes in de Appendix van het Science-artikel. Hierin staat dat in het controle-experiment niet alleen arseen, maar ook koolhydraten en vitamines werden weggelaten. 'Het is een vreemd controle-experiment', zegt Huisman. 'Zonder koolhydraten kunnen deze bacteriën immers niet groeien. Onbegrijpelijk dat Science dit geaccepteerd heeft'.

Huisman is ook skeptisch over de metingen aan het DNA van de bacterie die zouden moeten aantonen dat er arseen is ingebouwd: 'Als je de gegevens in het artikel narekent, blijkt dat de onderzoekers vonden dat hooguit enkele van de fosfor-atomen in het totale DNA van de bacterie door arseen was vervangen. Het is zo ontzettend weinig dat het binnen de foutenmarge van de meting valt. Er is maar een minieme vervuiling voor nodig, bijvoorbeeld arseen in een eiwit dat aan het DNA plakt, om dezelfde resultaten te krijgen zonder dat er daadwerkelijk arseen in het DNA is ingebouwd', aldus Huisman.

E. coli bacterie

Ten slotte gaat het volgens de hoogleraar ook niet om een compleet nieuwe bacterie zoals in de pers werd gesuggereerd, maar om een bacterie uit een bekende familie: een `neefje' van de E. coli bacterie. Het is best mogelijk dat deze bacterie arseen inbouwt in sommige moleculen zoals eiwitten en vetzuren, maar het staat absoluut niet vast dat hij dit ook in zijn DNA doet. Waarschijnlijk gaat het hier om een normale bacterie die zich alleen heel goed heeft aangepast aan het leven in een omgeving met veel arseen en weinig fosfor. Dat is op zich een interessante ontdekking, maar niet het baanbrekende werk waardoor de biologieboeken moeten worden herschreven, zoals wordt gesuggereerd.

Om tegenwicht te bieden aan de mediahype die ontstond na de persconferentie door NASA over de `nieuwe' bacterie, heeft Jef Huisman in verschillende media zijn kritiek op het onderzoek onder de aandacht gebracht. Zo publiceerden NRC Handelsblad, De Volkskrant en Het Parool een uitgebreid interview met Huisman. Hij lichtte zijn kritiek
donderdag 9 december ook toe in het televisieprogramma Ochtendspits. Zie onderstaande verwijzing (vanaf 9:02 min.)