Thermus aquaticus
| Thermus aquaticus | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | ||||||||||
| Taxonomische indeling | ||||||||||
| ||||||||||
| Soort | ||||||||||
| Thermus aquaticus Brock & Freeze, 1969 | ||||||||||
Afbeeldingen op  Wikimedia Commons | ||||||||||
| ||||||||||
Thermus aquaticus is een staafvormige bacterie die van nature voorkomt in zeer hete omgevingen. Het is een van de vele thermofiele soorten in het fylum Deinococcota. De bacterie werd oorspronkelijk geïsoleerd uit de warmwaterbronnen van Yellowstone National Park.[1] De soort is bekend geworden vanwege het hittebestendige polymerase dat hij gebruikt voor zijn DNA-replicatie: Taq-polymerase. Dit is een van de belangrijkste enzymen in de moleculaire biologie. Het speelde een belangrijke rol in de ontwikkeling van de PCR-techniek.
T. aquaticus heeft zijn optimale groeitemperatuur rond 65–70 °C, maar kan overleven tussen 50 en 80 °C. De bacterie voedt zich voornamelijk door eiwitten weg te vangen uit de omgeving, wat blijkt uit de expressie van vele extracellulaire en intracellulaire proteasen en transporteiwitten voor aminozuren en oligopeptiden.[2] Het is een chemotroof organisme dat zijn energie genereert via chemosynthese. T aquaticus groeit soms samen met gemeenschappen van fotosynthetische cyanobacteriën. De meeste stammen, waaronder de type-stam YT-1, leven aeroob.
Morfologie
Thermus aquaticus is een gramnegatieve bacterie (0,5–0,8 μm in diameter) die zowel korte staven (5–10 μm) als lange filamenten (>200 μm) kan vormen. De cellen aggregeren soms tot zogeheten rotund bodies (10–20 μm), opgebouwd uit gemodificeerd peptidoglycaan, waarvan de functie onduidelijk is.[3] De bacterie kan flagellen hebben of immobiel zijn en vertoont in warmwaterbronnen kleuren van geel tot rood.
Ontdekking en commercieel gebruik
Rond de jaren 1960 gingen de meeste microbiologen ervan uit dat bacteriën geen extreme temperaturen (boven 55 °C) konden overleven. Al snel werd echter ontdekt dat bacteriën die in warmwaterbronnen voorkomen, zulke hitte niet alleen konden overleven, maar er zelfs goed in gedijen. In 1969 rapporteerden microbiologen Thomas D. Brock en Hudson Freeze van Indiana University een nieuwe soort thermofiele bacterie die zij Thermus aquaticus noemden.[1] De bacterie werd geïsoleerd uit de Lower Geyser Basin in Yellowstone National Park. De soort is ook aangetroffen in andere thermale habitats buiten Yellowstone.
Decennia later had de isolatie van Taq-polymerase uit deze bacterie grote gevolgen voor de wetenschappelijke wereld. De uitvinding van de polymerasekettingreactie (PCR) door biochemicus Kary Mullis kreeg een baanbrekende impact op DNA-onderzoek en leverde Mullis in 1993 een Nobelprijs voor Scheikunde op. De PCR-techniek betekende een grote vooruitgang in medische diagnostiek, genetica en andere vakgebieden. Kary Mullis werd door Cetus Corporation beloond met $10.000 voor zijn uitvinding.[4] Cetus verkocht het PCR-patent later echter aan Hoffmann-La Roche voor $300 miljoen.[4] Roche profiteerde sterk van het PCR-patent, met opbrengsten die in de miljarden liepen.[4] In de nasleep van deze ontwikkelingen, met het oog op het grote commerciële potentieel van extremofiele organismen in Yellowstone, begonnen biotechbedrijven overeenkomsten te sluiten met de National Park Service voor bioprospectie.[5]
Zie ook
- 1 2 (en) Brock TD, Freeze H (1969). Thermus aquaticus, a Nonsporulating Extreme Thermophile. Journal of Bacteriology 98 (1): 289–97. DOI: 10.1128/jb.98.1.289-297.1969.
- ↑ (en) Brumm PJ, Monsma S, Keough B, Jasinovica S, Mead DA. (2015). Complete Genome Sequence of Thermus aquaticus Y51MC23. PloS One 10 (10): e0138674. DOI: 10.1371/journal.pone.0138674.
- ↑ (en) Brock TD, Edwards MR (1970). Fine Structure of Thermus aquaticus, an Extreme Thermophile. Journal of Bacteriology 104 (1): 509–517. DOI: 10.1128/jb.104.1.509-517.1970.
- 1 2 3 (en) Fore J, Wiechers IR, Cook-Deegan R. (2006). The effects of business practices, licensing, and intellectual property on development and dissemination of the polymerase chain reaction: case study. Journal of Biomedical Discovery and Collaboration 1. DOI: 10.1186/1747-5333-1-7.
- ↑ (en) Shea, M., Discovering Life in Yellowstone Where Nobody Thought it Could Exist. NPS.gov. U.S. National Park Service (2018). Geraadpleegd op 31-08-2025.