Microscopische vuilnisman
Tussen de talloze verschillende soorten micro-organismen is er altijd wel eentje te vinden die een afvalstof als een lekker hapje beschouwt.
Dankzij de revolutie in genomics zijn van tientallen micro-organismen de volledige genomen bekend. De lijst groeit bijna dagelijks. Met die informatie kunnen wetenschappers de organismen aanpassen. Micro-organismen, zoals bacteriën, kunnen genetisch veranderd worden om allerlei biologische en chemische afvalstoffen op te ruimen of om energie op te wekken. Er zijn zelfs superbacteriën te bouwen die radioactief afval opruimen.
Ze zijn overal
Micro-organismen bestaan al zolang als het leven zelf, ongeveer 3.8 miljard jaar. Ze zijn overal te vinden, want ze passen zich snel aan vrijwel alle omstandigheden aan. Ze overleven in extreme warmte, koudte, bij hoge druk, of in zure, zuurstofloze en donkere gebieden. Andere organismen, zoals mensen, kunnen niet in dergelijke extreme omstandigheden leven.
Heel belangrijk
Micro-organismen zijn buitengewoon belangrijk voor het leven op aarde. Ze vormen als het ware de motor van het leven door hun invloed op het leven en het klimaat. Ze zorgen voor de bouwstoffen van de rest van de levende wereld door belangrijke elementen, zoals koolstof en stikstof, om te zetten in verbindingen die planten nodig hebben om te groeien. Bovendien genereren zuurstofproducerende microben tenminste vijftig procent van de zuurstof die wij inademen.
Veel soorten
Wetenschappers vermoeden dat slechts één procent van alle micro-organismen beschreven is. Er zijn dus zeker nog veel bacteriën te ontdekken die mogelijkheden bieden bij de verwerking van afval, of zelfs het opwekken van energie. In het laboratorium bestaat al een micro-organisme dat elektriciteit opwekt en tegelijkertijd afvalwater reinigt. Voorlopig is de hoeveelheid elektriciteit verwaarloosbaar klein, maar het is een begin. Zo is het genoom van de bacterie Geobacter Sulfurreducens recent in kaart gebracht door het Amerikaanse The Institute of Genomic Research (TIGR). Het bijzondere aan Geobacter is dat hij er voor zorgt dat metaal niet meer oplost in water en vast wordt, waarna het makkelijker te verwijderen is. Een prettige bijkomstigheid is dat tijdens dat proces ook elektriciteit wordt geproduceerd. In de toekomst geeft dat weer mogelijkheden voor een biobatterij of een fabriek waar vuil wordt geruimd en tegelijkertijd energie wordt opgewekt.
Ultieme overlever
In 1956 werd Deincoccus Radiodurans ontdekt in een blik vlees dat via radioactiviteit was gesteriliseerd. De microbe had het sterilisatieproces overleefd en zorgde ervoor dat het vlees in het blik toch ging rotten. Het organisme heeft een opmerkelijk mechanisme om defect DNA te kunnen repareren. Door dat proces kan de bacterie binnen 24 uur zijn volledig uit elkaar gevallen DNA terug in elkaar zetten, waardoor hij kon overleven in de radioactieve gebieden.
Genomics maakt uranium-eters
Het genoom van D. Radiodurans is inmiddels bekend. Wetenschappers proberen nu genomics genen aan de bacterie toe te voegen, waardoor hij in staat is om radioactief afval te verzamelen, zodat dit gemakkelijker kan worden opgeruimd.
Verrassingen
In 1984 is bij toeval een nieuw biologisch proces ontdekt voor de omzetting van ammoniak, Anammox geheten. Dit proces wordt nu gecommercialiseerd (door de TU Delft en anderen). Recent is uit genomics-onderzoek gebleken dat Anammox overal in de natuur voorkomt en een belangrijke rol speelt in de N-cyclus.
