Radioactiviteit deert bacterie niet

Dorre woestijnen waar al het leven verschroeit. Vulkanen die keer op keer giftige dampen uitbraken. De bodem van de diepzee waar een verpletterende druk heerst. Deze 'uitersten' op aarde hebben een ding gemeen. Op al die plaatsen komen bacteriën voor. Stuk voor stuk zijn ze ingesteld op de erbarmelijke omstandigheden ter plekke. De meest opvallende is Deinococcus radiodurans, een micro-organisme dat 3000 keer zoveel radioactieve straling kan verduren als de mens.

In 1956 is Deinococcus radiodurans voor het eerst beschreven door een Amerikaanse onderzoeker die de bacterie isoleerde uit gesteriliseerd ingeblikt vlees. Het micro-organisme heeft de radioactieve behandeling zonder problemen weerstaan.

Radioactieve straling maakt het erfelijk materiaal van cellen kapot. Her en der in de DNA-keten ontstaan breuken. Deinococcus radiodurans lijdt evenveel schade als andere cellen, maar bezit een uniek reparatiemechanisme. De schade van een straling van 17.500 gray, die honderden breuken in het DNA veroorzaakt, is binnen 24 uur hersteld, waarna de basen van de DNA-streng weer de oorspronkelijke volgorde hebben.

Enkele jaren geleden hebben wetenschappers het complete genoom van de bijzondere Deinococcus in kaart gebracht. Daaruit blijkt dat de bacterie voor het herstellen van de schade van dezelfde mechanismen gebruik maakt van 'gewone' organismen. Met dat verschil dat Deinococcus alle bekende reparatiesetjes in zich heeft verzameld, terwijl de anderen maar een of twee herstelmogelijkheden hebben. Verder blijkt uit het DNA-onderzoek dat zijn genoom de informatie die zorgt voor de reparatie meerdere keren bevat, zodat het benodigde gereedschap snel in een grote hoeveelheid voorhanden is.

Gedumpt
De toepassingen die voor de intelligente bacterie in het verschiet liggen, zijn legio. Tot 1986 werd het meeste nucleaire afval in de grond gedumpt. De hoge straling in de vervuilde gebieden vormt niet eens het grootste probleem. Op die plaatsen wemelt het van de zware metalen en (gehalogeneerde) organische verbindingen. Die giftige stoffen kunnen gemakkelijk weglekken naar het grondwater en via die weg in het drinkwater terechtkomen.

De 'klassieke' Deinococcus radiodurans is in staat organische verbindingen af te breken in aanwezigheid van radioactieve straling. Wetenschappers in de Amerikaanse staat Maryland hebben met behulp van genetische manipulatie het organisme aangezet om daarnaast ook kwik af te breken. Op die manier maken ze een soort superbacterie, een microscopisch kleine zuiveringsinstallatie.

Deinococcus krijgt de laatste jaren ook veel aandacht in het kankeronderzoek. Wetenschappers willen door bestudering van het DNA-reparatiemechanisme meer kennis verwerven over kanker, dat vaak wordt veroorzaakt door niet herstelde DNA-schade.