In de diepten van de oceaan, waar zonlicht nauwelijks doordringt, heeft een groep bacteriën een opmerkelijk vermogen ontwikkeld om blauw licht waar te nemen en dit in hun voordeel te gebruiken. Deze bacteriën, bekend als Shewanella woodyi, gedijen in de donkere, voedselrijke omgeving van de diepzee, waar ze een cruciale rol spelen bij het afbreken van organisch materiaal.

Een team onderzoekers van de Universiteit van Californië, Santa Barbara, onder leiding van professor Bradley Tebo, wilde begrijpen hoe S. woodyi blauw licht in de diepzee detecteert en erop reageert. Hun bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift 'Nature Microbiology', werpen licht op de unieke sensorische mechanismen die deze bacteriën gebruiken om door hun donkere omgeving te navigeren.

De kern van het lichtgevoelige vermogen van S. woodyi wordt gevormd door een eiwit genaamd BLUF (blauw licht-gebruikende flavin). BLUF-eiwitten worden aangetroffen in een verscheidenheid aan organismen, waaronder bacteriën, planten en dieren, en spelen een cruciale rol in verschillende lichtafhankelijke processen zoals fotosynthese en circadiane ritmeregulatie.

In het geval van S. woodyi fungeert het BLUF-eiwit als een moleculaire schakelaar die de expressie van bepaalde genen regelt. Wanneer blauw licht op het BLUF-eiwit valt, ondergaat het een structurele verandering die de productie van specifieke eiwitten in gang zet die betrokken zijn bij het energiemetabolisme en de opname van voedingsstoffen. Door deze reactie op blauw licht kan S. woodyi zijn groei en overleving in de diepzeeomgeving optimaliseren.

De onderzoekers ontdekten dat S. woodyi blauw licht kan waarnemen en erop kan reageren, zelfs bij extreem lage lichtintensiteiten. Dit is vooral belangrijk omdat de hoeveelheid blauw licht die beschikbaar is in de diepzee zeer beperkt is. Omdat hij zeer gevoelig is voor blauw licht, kan S. woodyi profiteren van zelfs de zwakste lichtsignalen om door zijn omgeving te navigeren en voedselbronnen te lokaliseren.

Bovendien ontdekten de onderzoekers dat het BLUF-eiwit van S. woodyi in hoge mate geconserveerd is onder verschillende bacteriestammen. Dit suggereert dat het vermogen om blauw licht waar te nemen een cruciale aanpassing is die gedurende de hele evolutie van S. woodyi bewaard is gebleven, wat het belang ervan voor het overleven van deze bacteriën in de diepzee benadrukt.

De bevindingen van het onderzoek werpen niet alleen licht op de sensorische mechanismen van diepzeebacteriën, maar bieden ook inzicht in de bredere rol van BLUF-eiwitten in verschillende lichtafhankelijke processen bij verschillende organismen. Het begrijpen van de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan lichtwaarneming en -respons bij bacteriën kan implicaties hebben op gebieden als optogenetica, biotechnologie en astrobiologie, waar de verkenning van het leven in extreme omgevingen van groot belang is.