Verdens tøffeste bakterie

Bakterien D. radiodurans kan overleve det meste, inkludert ekstreme mengder kraftig stråling. Men nå tror forskerne at de har funnet superbakteriens svake punkt: nitrogenoksid.

Publisert
Deinococcus radiodurans. (Bilde: Wikimedia Commons, se lisens her)
Deinococcus radiodurans. (Bilde: Wikimedia Commons, se lisens her)

Mulige marsboere

Hvis det finnes bakterier på Mars, må de være like hardføre som D. radiodurans. Derfor har NASA brukt den som modell for de hypotetiske Mars-bakteriene.
 

En bakterie ved navn Deinococcus radiodurans er ikke lett å knekke. Den kan overleve ekstrem tørke, kulde og ikke minst en stråledose som er tusen ganger større enn den som ville tatt livet av et menneske.

Men den barske mikroorganismen har et svakt punkt. Nitrogenoksid (NO) er nemlig helt avgjørende for at bakterien overlever.

Hvis bakterien forhindres i å framstille nitrogenoksid, blir den langt mer sårbar overfor ultrafiolett stråling. Det har amerikanske og kinesiske forskere nå funnet ut, og forskningsresultatet er publisert i tidsskriftet PNAS.

– Vi ble svært overrasket over funnene, forteller førsteamanuensis Brian Crane fra Cornell University i USA til videnskab.dk.

– Vi hadde ikke regnet med at nitrogenoksid var involvert i den måten D. radiodurans reagerer på ultrafiolette stråler.

Berømt for å kunne motstå stråling

Dette bildet viser D. Radiodurans som produserer nitrogenoksid. Dette registreres ved hjelp av en reaksjon med et stoff som genererer grønn fluorescens. (Foto: Brian Crane)
Dette bildet viser D. Radiodurans som produserer nitrogenoksid. Dette registreres ved hjelp av en reaksjon med et stoff som genererer grønn fluorescens. (Foto: Brian Crane)

Crane forklarer at forskerne fra Cornell University og fra universitetet i Zhejiang-provinsen i Kina undersøkte hvilken rolle nitrogenoksid generelt spiller for bakterien, uten at de hadde spesiell fokus på stråling.

Faktisk hadde de foretatt mange andre eksperimenter før de begynte med strålingen.

– Det er litt ironisk, for D. radiodurans er nettopp berømt for å kunne motstå stråling, sier han.

Bakterien ble oppdaget i 1956, og har vært gjenstand for stor interesse fra forskerne. Det skal nemlig svært store mengder ioniserende stråling (for eksempel røntgenstråler eller gammastråler) til for å ta livet av den.

Organismen overlever mer enn 50 ganger den stråledosen som dreper andre bakterier.

Strålingen ødelegger organismenes DNA, men D. radiodurans er ekstremt dyktig til å reparere DNA’et igjen.

Hver bakterie har 8-10 kopier av DNA-et, og det hjelper selvfølgelig på overlevelsen, men det er også andre faktorer involvert, og dem prøver forskerne nå å finne fram til.

Nitrogenoksid er helt sentralt

Forskerne skapte en genmodifisert utgave av bakterien – en utgave som ikke er i stand til å produsere nitrogenoksid. Denne gassen virker som signalmolekyl i levende organismer.

I bakterien aktiverer nitrogenoksidet et gen som koder for proteiner, som spiller en viktig rolle når det gjelder om å reparere dna-skader.

De bakteriene som ikke kunne produsere nitrogenoksid, kunne altså ikke overleve høye strålingsdoser. Men forskerne fant ut at flere av disse bakteriene overlevde hvis de fikk tilført nitrogenoksid utenfra – selv om det skjedde flere timer etter bestrålingen.

Skadelige bakterier kan kanskje bekjempes

Andre organismer, blant annet planter og pattedyr, reagerer på ultrafiolett stråling ved å danne nitrogenoksid. Så kanskje kan forskningen på stråleforsvaret til D. radiodurans på lengre sikt brukes til å finne ut hvordan organismer generelt beskytter seg mot stråleskader.

Og Brian Crane har andre idéer til hva forskningsresultatet kan føre til:

– Vi kan kanskje bruke denne kunnskapen til å hemme vekst av sykdomsfremkallende bakterier, forteller han.

– Slike bakterier framstiller også nitrogenoksid, og vi kunne vel tenke oss å finne ut om nitrogenoksid også er involvert når bakteriene reagerer mot stress, avslutter han.

______________________________

© videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

Referanse og lenker

Endogenous nitric oxide regulates the recovery of the radiation-resistant bacterium D. radiodurans from exposure to UV light. PNAS, 20. oktober 2009.