Bacteriën kunnen met elkaar communiceren met behulp van chemische signalen. Ze gebruiken daarvoor zogenoemde signaalmoleculen. Zo weet een bacterie of er soortgenoten in de buurt zijn en hoeveel. Dat systeem wordt 'quorum sensing' genoemd.
Quorum sensing is de jongste jaren een belangrijk onderzoeksdomein in de microbiologie, omdat het bijvoorbeeld inzicht kan geven in de manier waarop ziekmakende bacteriën ‘ten aanval’ trekken; als bacteriën uitzwermen, doen ze dat altijd in grote groepen. Ook in de vorming van biofilmen – flinterdunne laagjes organisch materiaal die zich ergens op vastzetten – speelt quorum sensing een essentiële rol.
Hoe beweegt een bacterie zich nu voort over een vast oppervlak? In de eerste plaats door dat oppervlak vochtig te maken en zo de oppervlaktespanning te verminderen, net alsof je zeepwater over een vloer giet om te kunnen glijden. Dit wordt biosurfactante activiteit genoemd. Rond uitzwermende bacteriën is onder de microscoop dan ook een soort slijmlaag te zien. Onder de microscoop is ook waar te nemen dat dat uitzwermen in vingervormige stromen gebeurt, met dezelfde karakteristieken en fysico-chemische oorzaken als de 'tranen' in een glas rode wijn (Marangonistroming).
Door bepaalde genen in het quorum sensing-systeem te manipuleren, hebben onderzoekers van de K.U.Leuven nu voor het eerst aangetoond dat die biosurfactante activiteit in gang gezet wordt door de signaalmoleculen van de bacterie. Die hebben dus niet alleen een communicatiefunctie maar ook een puur fysico-chemische. De signaalmoleculen zorgen ervoor dat de bacterie kan inschatten of de groep groot genoeg is om een beweging in te zetten, maar helpen ook met de collectieve beweging door een slijmlaag aan te maken waarop het makkelijk glijden is. De onderzoekers toonden ook aan dat de bacteriën de biosurfactanten op zo'n manier uitscheiden, dat ze verschillen in concentratie van de biosurfactant aan het oppervlak laten ontstaan. Die verschillen geven aanleiding tot een macroscopische stroming waarop de bacteriële kolonie zich als geheel, enigszins lui, kan laten meedrijven.
Nu bekend is welk mechanisme voor de biosurfactante activiteit rond een bacterie zorgt, kan er ook werk gemaakt worden van het gecontroleerd aan- en afzetten van die activiteit.
Er is een duidelijke link tussen slijmvorming en voedselbederf. Een aantal verschillende bacteriële species betrokken bij voedselbederf zijn in staat tot slijmvorming zoalsPseudomonas, Bacillus, Escherichia coli en Leuconostoc. Aangezien slijmvorming een belangrijk onderdeel is van swarming, laat deze slijmproductie de bacteriën mogelijks ook in voeding toe om zich snel te verplaatsen naar niet gecontamineerde delen.
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de verantwoordelijken van de betrokken onderzoeksgroepen aan de K.U.Leuven:
- Prof. Jan Michiels (Centrum voor Microbiële en Plantengenetica): 016 32 96 84;
- Prof. Jan Vermant (Departement Chemische Ingenieurstechnieken): 016 32 23 55.