Hoe gedragen bacteriën zich en wat kunnen we hiervan leren? Ariane Briegel is hoogleraar ultrastructuurbiologie aan de Universiteit Leiden en directeur van NeCEN, the Netherlands Centre for Electron Nanoscopy. Ze onderzoekt het gedrag van deze kleine organismen en treedt daarmee in de voetsporen van gedragswetenschapper en Nobelprijswinnaar Nikolaas Tinbergen. Op 10 december spreekt ze bij de Tinbergenlezing in Leiden.
Het gedrag van bacteriën, wat moet ik me hierbij voorstellen?
‘We houden ons voornamelijk bezig met hoe bacteriën hun voedsel vinden. Om het voedsel te vinden, vertonen bacteriën een bepaald gedrag, chemotaxis geheten. Hierdoor kunnen cellen hun omgeving waarnemen en rondbewegen in die omgeving. Wij bestuderen de moleculaire machines die ervoor zorgen dat de cellen dit kunnen doen. Cellen hebben een bacteriële neus waardoor ze de omgeving kunnen voelen en ruiken.’
Bacteriën die ruiken? Dat zal toch niet hetzelfde zijn als hoe mensen ruiken?
‘Eigenlijk lijken die mechanismen best veel op elkaar. De cellen hebben receptoren op hun oppervlak waar suikers en aminozuren, het voedsel, aan kunnen binden. Daardoor kunnen de cellen die voedingsstoffen als het ware ‘ruiken’ en er ook naartoe bewegen.’
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
U kijkt naar micro-organismen. Hoe klein is de wereld waar u naar kijkt eigenlijk?
‘Heel, heel klein. De cellen waar wij naar kijken zijn slechts een micrometer lang. Ze zijn een stuk kleiner dan menselijke cellen.’
Hoe kunt u de cellen dan toch goed bekijken?
‘Met een normale lichtmicroscoop kunnen we de details niet zien. We hebben een microscoop met een hele hoge resolutie nodig. Daarom gebruiken we een elektronenmicroscoop. Met die microscoop kunnen we het onzichtbare zichtbaar maken. Heel fascinerend.’
En wat ziet u als u door de elektronenmicroscoop kijkt?
‘In het lab kunnen we de cellen bijvoorbeeld zien zwemmen naar voedselbronnen zoals suikers. Maar we kijken ook naar het grotere plaatje, omdat het gedrag van een cel samenhangt met alle andere cellen in de omgeving. Een voorbeeld hiervan is de bacterie van de ziekte van Lyme. Lyme kun je krijgen als je gebeten wordt door een teek. De Lyme-bacterie gebruikt het chemotaxis-systeem om het lichaam binnen te dringen. Door dit systeem weet de bacterie waar het heen moet gaan. Veel bacteriën gebruiken dit infectieproces. Als we weten hoe dit werkt, kunnen we deze kennis in de toekomst gebruiken om behandelingen te ontwikkelingen die gericht zijn op het bestrijden van het chemotaxis-systeem.’
Waarom richt uw onderzoek zich op het chemotaxis-systeem en niet op de mogelijkheden die antibiotica bieden?
‘Antibiotica zijn lang niet meer zo effectief als ze ooit waren. Steeds meer bacteriën worden resistent voor antibiotica. Bovendien hebben antibiotica niet alleen effect op de cellen die ze moeten bestrijden, maar ook op andere microben in het lichaam. We moeten terug naar de basis en echt begrijpen hoe de bacteriën te werk gaan. Als we dat weten, kunnen we slimme manieren bedenken om de strijd aan te gaan met de bacteriën.’
U ben één van de sprekers op de Tinbergenlezing. Zijn er overeenkomsten tussen uw onderzoek en het onderzoek van Tinbergen?
‘Historisch gezien konden onderzoekers alleen het gedrag op macroschaal onderzoeken. Tinbergen onderzocht bijvoorbeeld het gedrag van dieren. Nu kunnen we met de moderne technieken ook het gedrag op microschaal bekijken. Hierdoor kunnen we het gedrag van microben onderzoeken, waardoor we beter kunnen begrijpen hoe microben zieke en gezonde mensen beïnvloeden.’
Wilt u meer horen over het onderzoek van Ariane Briegel? Meld u dan aan voor de Tinbergenlezing op 10 december in Leiden. De lezing is gratis te bezoeken en voor iedereen toegankelijk. Aanmelden kan via deze link.
Dit bericht is onderdeel van een samenwerking met de Universiteit Leiden.