Chlamydia-verwante bacterie ontdekt diep in de noordelijke ijszee

Nieuws

Chlamydia-verwante bacterie ontdekt diep in de Noordelijke IJszee

Gepubliceerd op
5 maart 2020

Chlamydia staan erom bekend seksueel overdraagbare ziekten te veroorzaken in mensen, dieren, en zelfs in amoeben. Een internationaal team wetenschappers heeft nu diverse populaties Chlamydia aangetroffen diep in de zeebodem onder de Noordelijke IJszee, waar zij leven in zuurstofvrije omstandigheden onder grote druk, en schijnbaar zonder gastheer-organismen. Dit onderzoek, dat vandaag verschijnt in Current Biology, toont nieuwe inzichten in hoe Chlamydia zich heeft ontwikkeld tot een ziekteverwekker in mens en dier.

Chlamydia en verwante bacteriën, die bekend staan onder de verzamelnaam ‘Chlamydiae’, zijn voor hun overleving afhankelijk van gastheer organismen. Chlamydiae gaan voornamelijk interacties aan met organismen zoals dieren, planten en schimmels, maar ook met microscopische organismen zoals amoeben, algen en plankton. Voor het grootste deel brengen zij hun leven door binnen in de cellen van hun gastheer. De huidige kennis over Chlamydiae is voornamelijk gebaseerd op laboratorium studies van pathogene stammen, waaronder pathogenen van mensen en ook koalaberen. Maar, komen Chlamydiae ook voor in andere omgevingen? Nieuw onderzoek gepubliceerd in Current Biology laat zien dat Chlamydiae aangetroffen worden op de meest onverwachte plekken.

Door genomische methoden te gebruiken kregen we een duidelijker beeld van de microbiële diversiteit van het leven
Thijs Ettema, hoogleraar Microbiologie
Sediment coring device

Op 3 km diepte in de oceaan

Een internationaal team onderzoekers meldt de ontdekking van grote diversiteit aan  nieuwe Chlamydiae soorten, die diep onder de Noordelijke IJszee groeien, waarschijnlijk zonder afhankelijk te zijn van gastheer-organismen. De onderzoekers bestudeerden microben die ruim drie kilometer onder de oceaan diep in de zeebodem leven, tijdens een expeditie naar ‘Loki’s Castle’, een onderzees hydrothermaal vulkanisch systeem in de Noordelijke IJszee tussen IJsland, Noorwegen en Spitsbergen. In deze omgeving is geen zuurstof aanwezig en er zijn ook geen macroscopische levensvormen aanwezig. De onderzoekers troffen talrijke verschillende Chlamydia soorten aan. “Dat we hier Chlamydiae zouden aantreffen hadden we totaal niet verwacht, en we vroegen ons dan ook af wat ze daar in Hemelsnaam deden,” zegt Jennah Dharamshi, verbonden aan de Zweedse Universiteit van Uppsala en hoofdauteur van dit onderzoek.

Een zeebodem graafmachine wordt uitgezet in de zee tussen Noorwegen en Groenland vanuit de R/V G.O. Sars tijdens de Centre of Geobiology expeditie in 2015.
Een zeebodem graafmachine wordt uitgezet in de zee tussen Noorwegen en Groenland vanuit de R/V G.O. Sars tijdens de Centre of Geobiology expeditie in 2015.

Het onderzoeksteam werkte met metagenomische data, verkregen door het op grote schaal analyseren van al het genetische materiaal van een bepaalde omgeving, waarbij men niet afhankelijk is van het cultiveren van organismen in een lab. “Het overgrote deel van alle organismen op aarde zijn microscopisch klein, en het merendeel daarvan kan niet in een lab gegroeid worden,” legt onderzoeksleider Thijs Ettema, hoogleraar Microbiologie bij Wageningen University & Research uit. “Door genomische methoden te gebruiken kregen we een duidelijker beeld van de microbiële diversiteit van het leven. Iedere keer dat we een nieuwe omgeving bestuderen vinden we microben die nieuw zijn binnen de wetenschap. Dit geeft aan dat er nog veel te ontdekken valt.”

De ontdekking van Chlamydiae in deze onverwachte omgeving stelt de huidige kennis van deze micro-organismen op de proef

Effect op de ecologie van zuurstofvrije ecosystemen

Thijs Ettema’s team ontdekte dat één van deze nieuwe groepen Chlamydiae nauw verwant is aan de Chlamydia die ziekten veroorzaakt in mens en dier. “Dat we ontdekten dat Chlamydia diepzee verwanten heeft, geeft ons nieuwe inzichten in hoe de Chlamydia zich tot ziekteverwekkers hebben geëvolueerd,” aldus Jennah Dharamshi. Sommige van deze nieuwe Chlamydiae groepen zijn zeer talrijk in de zeebodem, en ze zijn daar soms zelfs de meest voorkomende bacterie. Volgens de onderzoekers zou dit erop kunnen wijzen dat Chlamydiae een grote invloed hebben op dit zuurstofvrije ecosysteem. Bovendien werden Chlamydiae gevonden in een veelheid aan andere omgevingen. “Het lijkt waarschijnlijk dat Chlamydiae in veel eerdere onderzoeken naar microbiologische diversiteit over het hoofd gezien zijn,” stelt de Wageningse onderzoeker Daniel Tamarit. “Deze bacteriegroep speelt mogelijk een veel grotere rol in de mariene ecologie dan we tot nu toe hebben aangenomen.”

‘Ze hebben componenten van andere microben nodig’

Helaas is het de onderzoekers nog niet gelukt deze Chlamydiae te groeien of te bestuderen onder een microscoop. “Ondanks dat deze Chlamydiae niet verbonden zijn aan een gastheer, denken we dat ze afhankelijk zijn van voedingsstoffen van andere microben die in de zeebodem leven. Bovendien leven ze onder extreme omstandigheden, onder zeer hoge druk en in een zuurstofvrije omgeving, waardoor het groeien een flinke uitdaging is,” legt Thijs Ettema uit. Desondanks stelt de ontdekking van Chlamydiae in deze onverwachte omgeving de huidige kennis van deze groep micro-organismen op de proef, en het zou zomaar kunnen dat deze ontdekking slechts het topje van de ijsberg is wat betreft het in kaart brengen van de algehele Chlamydiae diversiteit.