Isolation and Characterization of Pseudomonas mandelii Y02: A Novel Antarctic Strain for Herbicide Biodegradation

Stel je de Aarde voor als een enorme, drukke keuken waar mensen voortdurend nieuwe manieren bedenken om voedsel te verbouwen. Om de gewassen gezond te houden, gebruiken we speciale chemische "schoonmaakmiddelen" genaamd herbiciden om ongewenste onkruid weg te vegen. Maar soms gebruiken we er te veel van, of spoelt de regen deze chemicaliën weg in de bodem en het water, waardoor er een plakkerige, giftige residu achterblijft die het milieu schaadt en ons ziek kan maken. Dit is waar de wetenschap van bioremediatie om de hoek komt kijken. Denk aan het inhuren van een team van microscopische conciërges—kleine bacteriën—die deze giftige chemicaliën als ontbijt kunnen opeten, waarbij ze gif veranderen in onschadelijke energie. Wetenschappers weten al een tijdje dat sommige bacteriën erg goed zijn in deze baan, maar ze zijn altijd op zoek naar nieuwe, superefficiënte schoonmakers, vooral eentjes die kunnen werken in koude plekken waar gewone bacteriën misschien zouden bevriezen en stoppen met werken.

Stel je nu een team wetenschappers voor dat naar de ijzige, door wind geteisterde oevers van Antarctica reist. Ze zijn daar niet om iglo's te bouwen; ze zoeken naar een heel specifiek soort microscopische conciërge die in het water verscholen zit. Ze vonden een nieuwe stam bacteriën die ze Pseudomonas mandelii Y02 noemden. Dit kleine dingetje is een "psychrotolerant", wat een chique manier is om te zeggen dat het sterk genoeg is om de kou te weerstaan maar nog steeds van werken houdt. De onderzoekers wilden zien of deze overlever uit Antarctica vier verschillende soorten herbiciden kon opeten: imazamox, pendimethalin, flurochloridone en 2,4-D. Ze testten het in een laboratorium, waarbij ze de temperatuur en de zuurgraad veranderden om te zien wanneer het het beste werkte. Ze ontdekten dat Y02 een kieskeurige eter is die graag snackt op deze chemicaliën, maar dat het een duidelijke favoriet heeft: imazamox. Het at die het snelst op, gevolgd door de anderen in een specifieke volgorde. De bacteriën werkten het best bij een gezellige 25°C en een neutrale pH van 7,0, een beetje zoals mensen zich het prettigst voelen bij T-shirtweer. Wanneer het te koud of te zuur werd, vertraagden de bacteriën, net zoals jij zou doen als je staat te rillen in een sneeuwstorm.

Om er zeker van te zijn dat deze nieuwe bacterie echt was wie ze dachten dat het was, keken de wetenschappers naar zijn genetische identiteitsbewijs. Ze lazen vier verschillende delen van zijn DNA-code (de 16S rRNA, gyrB, rpoD en rpoB genen) en vergeleken dit met een enorme bibliotheek van bekende bacteriën. De resultaten toonden aan dat Y02 een nauwe neef is van P. mandelii CPs7 en P. cannabina, en dat het tot een tak van de stamboom behoort die bekend staat als de P. fluorescens-achtige groep. Maar deze nieuwe stam is niet zomaar een kopie; het heeft een paar unieke trucs in zijn mouw. Toen de wetenschappers de vaardigheden testten, ontdekten ze dat het een grotere variëteit aan suikers en zuren kon eten dan zijn beroemde neef, P. mandeli CIP105273. Het bezat ook enkele speciale enzymen die de andere stam niet had, wat het een iets veelzijdiger werker maakte.

De echte test vond echter plaats in een kas, niet alleen in een reageerbuis. De wetenschappers wilden zien of Y02 daadwerkelijk het gif in de bodem kon opruimen terwijl er planten groeiden. Ze kweekten een algemeen onkruid genaamd Echinochloa crus-galli en besprooiden het met imazamox. Wanneer ze het onkruid alleen met het herbicide besproeiden, ging 100% van de planten dood. Maar toen ze de Y02-bacterie aan de mix toevoegden, veranderde het verhaal. De bacteriën begonnen het herbicide op te eten, en het sterftecijfer van het onkruid daalde aanzienlijk naar 30%. Dit suggereert dat de bacteriën het herbicide daar direct in de pot aan het afbreken waren, waardoor de plant beschermd werd tegen de volle kracht van de chemische stof. Hoewel het artikel niet beweert dat dit een wondermiddel is dat elk vervuilingsprobleem oplost, suggereren de resultaten sterk dat P. mandeli Y02 een veelbelovende kandidaat is voor het schoonmaken van door herbiciden vervuilde bodems, vooral in koelere klimaten waar andere bacteriën moeite mee zouden hebben. Het is een kleine maar opwindende stap naar het gebruik van de eigen instrumenten van de natuur om de rommel op te ruimen die we hebben gemaakt.