Wat doet zuurstof met yoghurtbacterie?

19 juni 2014

Melkzuurbacteriën zijn niet alleen essentieel in de bereiding van yoghurt, maar het zijn ook prominente bewoners van de darm en de vagina. Melkzuurbacteriën scheiden schadelijke zuurstofradicalen uit. Rosanne Hertzberger deed promotieonderzoek naar dit verschijnsel.

Ze keek vooral naar de productie van  H2O2 (waterstofperoxide) in de bacterie Lactobacillus johnsonii en ontwikkelde een ‘mutant’-bacterie die kan leiden tot meer inzicht in het effect van bacteriën op ons immuunsysteem. Hertzberger verdedigt haar proefschrift op vrijdag 4 juli aan de Universiteit van Amsterdam. 

De melkzuurbacteriën in de groep Lactobacillus acidophilus zijn belangrijke organismen in het leven van de mens. Sommige melkzuurbacteriën hebben zogenoemde probiotische eigenschappen: als je er voldoende van consumeert, kan dat verschillende gezondheidseffecten teweegbrengen, zoals het verminderen van de ernst van diarree. Sommige melkzuurbacteriën scheiden grote hoeveelheden zuurstofradicalen uit: ze zetten O2 (zuurstof) dan niet om in H2O (water), maar in het schadelijke H2O2 (waterstofperoxide). Ophoping van die H2O2 zorgt ervoor dat de bacteriën niet meer kunnen groeien na een paar uren blootstelling aan zuurstof. 

Paradoxale mutant

Hertzberger richtte zich vooral op de oorsprong van de H2O2 in de bacterie Lactobacillus johnsonii. In andere melkzuurbacteriën, zoals Streptococcus pneumoniae (de bacterie die vaak gevonden wordt bij mensen met een longontsteking), wordt H2O2 geproduceerd door het melkzuurmetabolisme. In L. johnsonii blijkt dit niet het geval. In samenwerking met onderzoekers van NIZO Food Research en met het Nestlé Research Center slaagde Hertzberger erin om twee verschillende eiwitten te identificeren die betrokken zijn bij de H2O2-productie. Ze verwijderden de genen die voor die specifieke eiwitten coderen uit de bacterie, wat leidde tot een ‘mutant’-bacterie die ook geen H2O2 meer kan maken. Maar deze mutant bleek ook niet meer zo goed te groeien tijdens blootstelling aan zuurstof. ‘Paradoxaal’, licht Hertzberger toe. ‘Als de bacterie wordt blootgesteld aan zuurstof scheidt hij H2O2 uit waardoor hij doodgaat, maar de reactie waarin die H2O2 wordt geproduceerd is kennelijk belangrijk om überhaupt te kunnen groeien onder aerobe omstandigheden.’ 

Gezondheidseffect?

De mutant-bacterie wordt nu verstuurd naar verschillende labs over de hele wereld. Wetenschappelijk is er veel interesse in het effect van de H2O2-productie van bacteriën op het immuunstelsel, onder andere vanwege de potentiële mogelijkheden bij het voorkomen van diabetes type 1. Door bacteriën die wel en geen H2O2 produceren met elkaar te vergelijken kan onderzocht worden of de H2O2-productie inderdaad een rol speelt in het gezondheidseffect waarmee de bacterie wordt geassocieerd. Hertzberger zelf vervolgt haar onderzoek als postdoc in de Verenigde Staten, aan de Washington University in St. Louis (Missouri), waar ze de invloed van H2O2-productie op het voorkomen van vaginale infecties gaat bestuderen. 

Promotiedetails

Rosanne Y. Hertzberger: Encounters with Oxygen. Aerobic Physiology and  H2O2 Production of Lactobacillus johnsonii. Promotoren zijn prof. dr. M.J. Teixeira de Mattos en prof. dr. M. Kleerebezem. 

Tijd en locatie 

De promotieplechtigheid vindt plaats op vrijdag 4 juli om 13.00 uur. Locatie: Aula van de UvA, Singel 411, Amsterdam.

Gepubliceerd door  UvA Persvoorlichting