Skip to ContentSkip to Navigation
Over onsNieuws en agendaNieuwsberichten

Bacteriën: meesters van het compromis

08 mei 2012

Het berekenen van de gulden middenweg is iets waaraan vooral economen veel aandacht besteden. Maar ook in het biologische onderzoek naar de evolutie moet telkens worden gezocht naar de evenwichtssituatie van meerdere tegengestelde processen en criteria. Neem het optimale gestel van de panter; gespierd om te kunnen sprinten, maar ook licht en lenig om in bomen te kunnen klimmen. Ook bij de evolutie van bacteriën komt het multi-criteria decision making model van de Italiaanse econoom Pareto van pas.

In een publicatie in Science afgelopen week stelt de Groningse bioloog prof. dr. Matthias Heinemann (Molecular Systems Biology) samen met collega’s van de ETH Zurich de vraag wat de belangrijkste eigenschappen zijn die bacteriën optimaliseerden tijdens de evolutie. Daarvoor gingen de onderzoekers met behulp van gelabelde voedingsstoffen na hoe bacteriën hulpbronnen inzetten.

Drie hoofdcriteria

Met de wiskunde van Pareto konden ze vervolgens bepalen dat het bij de evolutie van het bacterie-metabolisme om drie zaken draait. Ten eerste moet een bacterie voedingsstoffen zo omzetten dat hij zich zo krachtig mogelijk kan voortplanten; ten tweede moet daarbij tegelijkertijd zoveel mogelijk energie voor de dagelijkse levensfuncties beschikbaar zijn en ten derde moet de omzetting van voedsel naar energie zo effectief gebeuren, via weinig mogelijk reactiestappen.

Bijna-optimum

De onderzoekers ontdekten daarna dat het Pareto-optimum bij bacteriën niet volledig wordt bereikt, en dat er eigenlijk sprake is van een ‘bijna-Pareto-optimum’. Er moet namelijk nog aan een volgend compromis worden voldaan, dat als doel heeft een zo groot mogelijke flexibiliteit in het gebruik van voedingsbronnen te bereiken. Dat is nodig om gemakkelijk in te kunnen spelen op veranderende omgevingsfactoren.

Succes in het leven

Meer kennis over de fundamentele grondslagen waarop een bacterie werkt, is alleen al belangrijk omdat de bacteriën in hun wijze van leven zo succesvol zijn dat ze in elke uithoek van de wereld aanwezig zijn, stellen de onderzoekers. Heinemann: ‘Maar we willen bacteriën ook steeds vaker inzetten in biotechnologische processen in biobased industrie. Dat wordt gemakkelijker als we meer weten over waarom ze doen, wat ze doen.’

Noot voor de pers

Meer informatie: prof. dr. Matthias Heinemann

Referentie: Multidimensional Optimality of Microbial Metabolism. R. Schütz, N. Zamboni, M. Zampieri, M. Heinemann, U. Sauer . Science, 2012, 336

http://dx.doi.org/10.1126/science.1216882

Laatst gewijzigd:15 september 2017 15:28
printView this page in: English

Meer nieuws

  • 18 maart 2019

    Gekooide moleculaire motoren werken samen

    Chemici van de RUG zijn er in geslaagd om een groot aantal door licht aangedreven motoren samen te brengen in een soort kooi-achtige vaste 3D structuur, een metaal-organisch raamwerk. De ontdekking is op 18 maart gepubliceerd in het tijdschrift Nature...

  • 15 maart 2019

    Should you fear technology? – Promovenda Femke Cnossen wint 3 Minute Thesis Competition

    Femke Cnossen won afgelopen woensdag de 3 Minute Thesis Competition 2019. Twaalf RUG-promovendi presenteerden hun onderzoek op een toegankelijke manier aan een breed publiek, en dat in slechts drie minuten en met behulp van één afbeelding. Cnossen,...

  • 14 maart 2019

    Bedrijven geven Groningse bèta-studenten college

    Zo’n 200 Bèta-studenten van de Faculty of Science and Engineering krijgen deze maand een college van het bedrijfsleven. In de zogeheten Bedrijf&Studentmaand krijgen ze actuele case studies uit de praktijk voorgeschoteld en bedrijven zoals Philips Drachten...