Onbekend DNA opgevist

Onbekend DNA opgevist

Mysterieus: Amerikaanse wetenschappers hebben DNA opgevist uit de Sargassozee dat niemand ooit eerder heeft gezien. Het DNA is zo ongewoon, dat ze denken dat er organismen leven in de zee die compleet verschillen van de rest van het leven op aarde.

Ben je wetenschapper en wil je de diversiteit aan micro-organismen in de oceanen in kaart brengen? Zeil de wereld rond en neem ondertussen overal wat monsters, zoals de Amerikaanse bioloog Craig Venter deed in 2004.

Bij zijn thuiskomst werden de monsters onderzocht op de aanwezigheid van nieuwe micro-organismen door evolutionair bioloog Jonathan Eisen en zijn team van de Universiteit van Californië. Wisten zij veel dat er in het zeewater wel heel verrassend DNA verborgen lag…

DNA vergelijken

In het zeewater vond Eisen DNA dat niet van eukaryoten(dieren, planten en mensen), bacteriën of archaea (een soort oerbacteriën) is. Het DNA valt dus buiten de drie domeinen van de zogenaamde Tree of Life (zie kader) en dat is op z’n zachtst gezegd vreemd. Misschien is er zelfs wel een onbekend vierde levensdomein dat we nog niet hebben ontdekt, speculeren de onderzoekers.

Eisen en zijn team kwamen tot hun vondst dankzij verbeterd biologisch onderzoek. Het is tegenwoordig namelijk mogelijk om uit een monster – of het nou zeewater is of grond – het DNA van alle aanwezige micro-organismen tegelijkertijd te onderzoeken. Achteraf is alleen jammer genoeg niet vast te stellen uit welke cel het DNA komt.

Tree of Life

De Tree of Life, oorspronkelijk bedacht door Darwin, is een manier om het leven op aarde in te delen in drie zogenaamde domeinen: eukaryoten, bacteriën en archaea (of archaeabacteriën). Eukaryoten, zoals schimmels, planten en dieren, hebben cellen met een celkern waar het DNA in zit. Bacteriën en archaea zijn allebei prokaryoten: simpele eencellige organismen zonder celkern. Het DNA zwemt los rond in de cel. Omdat bacteriën en archaea qua uiterlijk erg op elkaar lijken, zijn ze lange tijd op één hoop gegooid. Pas in 1977 kregen de archaea een eigen domein omdat hun genen en eigenschappen erg bleken te verschillen van die van bacteriën. Archaea zijn bijvoorbeeld de enige organismen die methaan uitstoten als afvalproduct.

De onderzoekers keken naar een specifiek stukje in het DNA dat in vrijwel elk organisme voorkomt. Dat is zo omdat al het leven op aarde afstamt van één gemeenschappelijke voorouder. Daarom delen we sommige stukjes DNA met andere soorten omdat deze tijdens de evolutie bewaard zijn gebleven. Met die gemeenschappelijke stukjes kun je organismen onderling vergelijken en ze in de drie levensdomeinen verdelen. Maar het gemeenschappelijke stukje van het opgeviste DNA kwam niet overeen met welk organisme van de drie domeinen dan ook. Het is wellicht een aparte tak van de Tree of Life.

Biodiversiteit

Een nieuwe tak in de Tree of Life zou betekenen dat de biodiversiteit groter is dan we dachten. En die biodiversiteit is nu al grotendeels onbekend voor ons. Alle bacteriën in de oceanen hebben bij elkaar een meer dan duizend keer zo groot gewicht als alle mensen op aarde. En het aantal soorten? Dat loopt in de miljarden. Het is dus aannemelijk dat we misschien wel nieuwe domeinen zullen ontdekken, aldus evolutionair bioloog Eric Bapteste in een artikel in New Scientist over het onderzoek.

Wetenschappers zijn het erover eens dat Eisens onderzoek goed en zorgvuldig is uitgevoerd, maar de reacties op de uitkomsten zijn gemengd. In hetzelfde New Scientist-artikel zegt wetenschapper Radhey Gupta dat de vondst erg spannend is, maar dat we niet op de zaken vooruit moeten lopen. Er kunnen ook andere verklaringen zijn voor het onbekende DNA. Dat vindt Eisen zelf overigens ook, getuige zijn weblog.

Herkomst onbekend

Het DNA kan bijvoorbeeld van organismen zijn die op zo’n bijzondere plek leven, dat hun DNA heel snel evolueert en niet meer herkenbaar is. Dan lijkt het net of dat ‘nieuwe’ organisme zich al heel lang geleden heeft afgescheiden van de rest, terwijl dat niet zo is. Een andere mogelijkheid is dat het DNA afkomstig is van rare, nieuwe virussen.

Of er echt sprake van een vierde domein is, blijft voorlopig gissen. Het micro-organisme dat bij het gevonden DNA hoort, zou uitsluitsel kunnen geven. Dat moet ergens in de Sargassozee rondzwemmen. Eisen ging de oceaan op om te zoeken maar viste naast het net; hij kon het mysterieuze organisme vooralsnog niet vinden. Toch besloot hij de resultaten al openbaar te maken, zodat andere biologen ook op zoek kunnen gaan naar de bron van het DNA.

Bron

Dongying Wu e.a. Stalking the Fourth Domain in Metagenomic Data: Searching for, Discovering, and Interpreting Novel, Deep Branches in Marker Gene Phylogenetic TreesPlos One 18 maart 2011.

Dit nieuwsbericht verscheen 21 april 2011 op Kennislink

Reageer