Eos Blogs

De kunst van het benoemen van nieuwe bacteriën

Een nieuwe bacterie benoemen lijkt verrassend sterk op een kind aangeven bij de burgerlijke stand. Je mag dromen van een originele naam, maar uiteindelijk moet je naar het loket. En daar blijkt plots dat niet alles mag. Wie je achter dat loket aantreft, bepaalt soms mee hoe ver creativiteit kan gaan.

In ons vakgebied, het darmmicrobioom, dromen veel onderzoekers ervan om ooit een nieuwe bacteriesoort te ontdekken. Op het eerste gezicht lijkt dat geen onmogelijke ambitie. Dankzij moderne genetica weten we vandaag dat we nog maar een fractie van de bacteriële diversiteit in onze darmen echt kennen. De schattingen lopen uiteen, maar sommige spreken van ongeveer vijfduizend darmbacteriesoorten, waarvan mogelijk slechts een vijfde officieel beschreven is.

Je zou dus denken: er zwemmen nog genoeg vissen in de vijver. Maar zo eenvoudig is het niet. Want net zoals bij vissen volstaat het niet om er eentje in het water te zien glinsteren. Je moet hem ook kunnen vangen. En dat geldt ook voor bacteriën. We kunnen hun DNA dan wel al opsporen in stoelgangstalen, maar daarmee hebben we de bacterie zelf nog niet in handen. En daar ligt net de moeilijkheid, want onder de klassieke regels van de bacteriële naamgeving volstaat een DNA-spoor niet. Wie een bacterie officieel wil benoemen, moet haar zuiver kunnen opkweken, zorgvuldig beschrijven en als levende referentiestam deponeren in internationale cultuurcollecties. Pas dan kan ze volgens de klassieke regels naar de taxonomische burgerlijke stand.

Precies daar wringt het. Veel darmbacteriën zijn bijzonder moeilijk te kweken buiten het lichaam. Ze houden niet van zuurstof, groeien traag, hebben heel specifieke voedingsstoffen nodig of functioneren alleen goed in de buurt van andere microben. Ze afzonderen, zuiver opkweken en stabiel bewaren in het lab is dus een heel ander verhaal dan hun DNA detecteren in een stoelgangstaal.

DNA zien is nog geen bacterie vangen

Een mooi voorbeeld is CAG-170, een bacteriegroep die volgens een recent internationaal onderzoek opvallend vaak voorkomt bij gezonde mensen. Genetische analyses suggereren dat deze bacteriën nuttige functies kunnen hebben, zoals het afbreken van vezels of het bijdragen aan de aanmaak van bepaalde vitamines. Sommige onderzoekers spreken zelfs van een mogelijke verschuiving in hoe we naar het menselijke darmecosysteem kijken, en er bestaat intussen al een website rond CAG-170.

Toch klinkt CAG-170 niet echt alsof er veel moeite in de naam is gestoken. En dat is precies het punt. Voorlopig is het vooral een genetische vingerafdruk: een groep darmbacteriën die onderzoekers keer op keer terugvinden in stoelgangstalen, maar die nog niet netjes als levende bacterie in het lab is geïsoleerd, beschreven en officieel benoemd. Zolang dat niet gebeurt, kunnen we haar functies niet rechtstreeks testen en blijven de grote beloften grotendeels hypotheses.

Daarom is het moment waarop het wél lukt zo bijzonder. Plots heb je niet alleen een naamloos stukje DNA, maar een levende bacterie. Je kunt haar voedingsvoorkeuren testen, haar vorm bestuderen, uitzoeken welke stoffen ze produceert en vooral: onderzoeken wat ze doet. Dat klinkt eenvoudig, maar het is moeilijk en vaak frustrerend werk. Het lab dat dit voor elkaar krijgt, krijgt daarom ook de eer om de nieuwe bacterie een naam te geven.

Hoe geef je een bacterie een naam?

Maar net zoals je een pasgeboren baby niet zomaar eender welke naam mag geven, mag ook een nieuwe bacterie niet zomaar alles heten. De naam moet langs het taxonomische loket, en daar wordt streng gekeken naar taal, verwarring, bruikbaarheid en wetenschappelijke regels.

De regels voor bacteriële naamgeving liggen vast in de International Code of Nomenclature of Prokaryotes en worden bewaakt door een internationale gemeenschap van taxonomen en microbiologen. Zij kijken niet alleen naar de wetenschappelijke beschrijving van een nieuwe bacterie, maar ook naar haar naam. Die moet Latijns of gelatiniseerd zijn, mag geen accenten, koppeltekens of andere speciale tekens bevatten, mag nog niet eerder gebruikt zijn en mag niet misleidend, verwarrend, beledigend of hopeloos onhandig zijn.

In theorie klinkt dat als droge administratie. In de praktijk levert het soms verrassend veel creativiteit op. Want bacterienamen vertellen vaak een verhaal.

De naam bestaat uit twee delen: eerst de geslachtsnaam, daarna de soortnaam. Een beetje zoals een voor- en achternaam, maar dan met de achternaam eerst.

Soms verwijst een naam naar hoe een bacterie eruitziet. Bacteroides thetaiotaomicron, een bekende darmbacterie die vaak wordt gebruikt als modelorganisme om te bestuderen hoe bacteriën complexe koolhydraten afbreken, kreeg haar soortnaam door haar vorm. Thetaiotaomicron verwijst naar de Griekse letters theta, iota en omicron, omdat bepaalde vormen van deze bacterie onder de microscoop aan die letters deden denken.

Soms is de naam veel directer. Faecalibacterium betekent letterlijk zoiets als “staafje uit de stoelgang”. Niet bepaald poëtisch, maar wel efficiënt: de naam vertelt meteen waar deze bacterie oorspronkelijk mee werd geassocieerd. Toch schuilt er achter die weinig glamoureuze naam een bijzonder bekende darmbewoner. Faecalibacterium prausnitzii, genoemd naar de Duitse arts en bacterioloog Carl Prausnitz, is vandaag een van de meest bestudeerde bacteriën van onze darmflora. Ze is vooral bekend omdat ze boterzuur produceert, een stof die belangrijk is voor de cellen van onze darmwand en vaak in verband wordt gebracht met een gezonde darm. Een bacterie met een weinig elegante naam dus, maar met een opvallend goede reputatie.

Humor en mislukte namen

En dan zijn er namen die vorm en herkomst combineren. Coprococcus is daar een mooi voorbeeld van. Copro verwijst naar uitwerpselen. Coccus (van het Griekse kokkos): betekent bes, maar wordt in de microbiologie gebruikt om een bolvormige bacterie aan te duiden. Samen krijg je dus, vrij letterlijk, een “fecale bolbacterie”. Niet echt subtiel, maar wel duidelijk.

Een absolute ster in darmonderzoek is Akkermansia muciniphila. Ook die naam vertelt een volledig verhaal. Akkermansia verwijst naar Antoon Akkermans, een Nederlandse microbioloog uit Wageningen, waar de bacterie voor het eerst werd geïsoleerd. Muciniphila betekent “slijmlievend”. Dat omschrijft perfect hoe deze bacterie mucines gebruikt, de suiker- en eiwitrijke slijmstoffen in de beschermende slijmlaag van onze darm. Vandaag is deze bacterie die in onze slijmlaag woont, een van de meest onderzochte darmbacteriën, omdat ze mogelijk bijdraagt aan een gezonde darmwand en stofwisseling.

Ook wij kregen met Dysosmobacter welbionis de kans om een nieuwe bacterie een naam te geven. De soortnaam welbionis eert WELBIO, het Waalse onderzoeksprogramma dat mee aan de basis lag van de ontdekking. De geslachtsnaam is veel directer. Dysosmobacter verwijst naar de slechte geur die deze bacterie produceert wanneer we haar opkweken in het labo. Iedereen die hier al met haar gewerkt heeft, zal bevestigen dat ze haar naam niet gestolen heeft.

Buiten de menselijke darm laten microbiologen hun verbeelding soms nog meer spreken. Vampirovibrio chlorellavorus is bijvoorbeeld een naam die weinig uitleg nodig heeft. Deze bacterie gedraagt zich als een microscopische vampier: ze hecht zich vast aan algen en zuigt hun celinhoud leeg.

Ook vindplaatsen kunnen inspiratie bieden. Halomonas titanicae werd ontdekt in de roestige structuren op het wrak van de Titanic, diep op de oceaanbodem. De naam roept meteen de extreme wereld op waarin deze bacterie weet te overleven: koud en zout water, enorme druk, nauwelijks licht en overal roestend metaal.

Of wat dacht je van Deinococcus radiodurans? Het betekent ongeveer “stralingsbestendige verschrikkelijke bes”. Deze bacterie overleeft straling, uitdroging en andere omstandigheden waarbij de meeste levende wezens het allang zouden opgeven. Niet voor niets kreeg ze de bijnaam “Conan the Bacterium”.

Popcultuur kan ook haar weg vinden naar de bacteriologie. Midichloria mitochondrii zal bij Star Wars-fans waarschijnlijk een belletje doen rinkelen. De naam verwijst naar de midi-chlorians, de microscopische levensvormen die in het Star Wars-universum in cellen leven en verbonden zijn met “the Force”. De echte bacterie doet daar nog een schepje bovenop: ze leeft in de mitochondriën van teken. Zo inspireerde een fictief micro-organisme dat in cellen leeft de naam van een echte bacterie die zich verschuilt in een celorganel. Zelfs in de taxonomie is de Force soms met ons.

Nog literairder is Candidatus Desulforudis audaxviator, ontdekt op kilometers diepte in een Zuid-Afrikaanse mijn. Audax viator betekent “moedige reiziger” en verwijst naar Jules Verne: een passende naam voor een bacterie die diep onder het aardoppervlak werd gevonden. Dat woord Candidatus is trouwens belangrijk. Het wordt gebruikt voor microben die wel wetenschappelijk herkenbaar zijn, maar nog niet volledig volgens de klassieke regels zijn beschreven, vaak omdat ze nog niet zuiver gekweekt zijn. Ze staan als het ware al aan te schuiven bij het loket, maar hebben hun definitieve identiteitskaart nog niet gekregen.

En dan is er nog Myxococcus llanfairpwllgwyngyllgogerychwyrndrobwllllantysiliogogogochensis, een bodembacterie die werd geïsoleerd in het gelijknamige Welshe dorp. De naam kreeg kritiek omdat hij absurd lang is en zowat onmogelijk is uit te spreken. Toch werd hij formeel gevalideerd na controle door de experten.

Soms kan je dus geluk hebben met wie je naam beoordeelt. Want een grappige naam bedenken is één ding. Hem goedgekeurd krijgen is iets anders.

Dat merkten we zelf toen een postdoctoraal onderzoeker bij ons in het lab een nieuwe darmbacterie isoleerde. We wilden haar ontdekking eren met een speelse knipoog en stelden de naam Butyricimonas titicaccae voor. Dat laatste was een verwijzing naar het hoogste bevaarbare meer ter wereld, maar ook haar bijnaam in het labo. Intern vonden we dat natuurlijk zeer creatief. De taxonomische poortwachters konden de humor helaas minder smaken. De naam werd door een reviewer geweigerd omdat bacteriële nomenclatuur, vrij vertaald, “geen plaats is voor infantiele speelplaatsgrapjes”. Na die strenge afwijzing moest de bacterie worden omgedoopt. Vandaag gaat ze door het leven met de veel drogere naam Butyricimonas faecalis.

Die strenge blik is er natuurlijk niet zomaar. Namen moeten wereldwijd bruikbaar blijven. Een grap die in één labo werkt, kan elders onbegrijpelijk, kinderachtig of zelfs ongepast klinken. Taxonomie blijft internationale communicatie.

Achteraf gezien was het beter zo, want er speelt nog iets mee. Ook in de taxonomie bestaan er ongeschreven beleefdheidsregels en geldt het als onkies om een soort naar jezelf te vernoemen. Een naam is eerder een eer die anderen je geven. Dat zie je ook bij Faecalibacterium prausnitzii. Carl Prausnitz isoleerde deze bacterie al in 1922, maar de naam prausnitzii gaf hij haar niet zelf. Die vernoeming kwam later, toen andere wetenschappers de bacterie officieel beschreven en haar naam gebruikten om Prausnitz te eren voor zijn pionierswerk. Zo wordt een bacterienaam niet alleen een etiket, maar soms ook een klein monumentje voor iemand die mee aan de basis lag van de ontdekking.

Al kan zo’n monumentje ook een schaduw werpen. Neem nu Salmonella. Die naam verwijst naar Daniel Elmer Salmon, de Amerikaanse dierenarts en labodirecteur naar wie het geslacht later werd genoemd. Maar de bacterie werd niet door Salmon zelf geïsoleerd. Dat deed Theobald Smith, een jonge onderzoeker die in zijn laboratorium werkte. Tussen Salmon en Smith zou spanning hebben bestaan over wie de ontdekking mocht claimen. Salmon publiceerde het eerste rapport over de bacterie als mogelijke oorzaak van varkenscholera zelfs als enige auteur, wat de discussie over erkenning alleen maar gevoeliger maakte. Jaren later kreeg de bacterie officieel de naam Salmonella, als eerbetoon aan Salmon. Zo bleef uiteindelijk de naam van de labodirecteur aan de bacterie kleven, terwijl de naam van Smith in de luwte bleef.

Gelukkig gebeurt zoiets vandaag doorgaans bewuster en eerlijker. Collega’s vernoemen soorten naar elkaar als erkenning voor een belangrijke bijdrage aan het vakgebied. Een mooi recent voorbeeld uit onze eigen academische kring is Caniella muris, een muizendarmbacterie die door een Duitse groep werd geïsoleerd. De naam vormt een blijvend eerbetoon aan Patrice Cani, het hoofd van onze onderzoeksgroep.

Toch klinkt er steeds vaker frustratie over de strikte regels die bepalen wanneer je een nieuwe bacterie officieel mag opeisen.  Die regels zijn gebouwd rond de bacterie als levend organisme: je moet haar kunnen kweken, bewaren en beschikbaar maken voor andere onderzoekers. Maar het grootste deel van de bacteriële wereld laat zich voorlopig niet netjes in een diepvries stoppen.

Omdat genomische technieken steeds nauwkeuriger worden, werd recent SeqCode ontwikkeld: een parallel systeem waarmee bacteriën ook op basis van hoogwaardige genoominformatie een naam kunnen krijgen. De officiële referentie hoeft dan niet langer altijd een levende bacteriestam te zijn; ook een voldoende volledig en betrouwbaar genoom kan die rol opnemen.

Je kunt het vergelijken met een paspoortaanvraag waarbij de foto, de vingerafdrukken en alle documenten kloppen, maar de persoon zelf niet fysiek aan het loket verschijnt. Op papier is de identiteit sterk onderbouwd, maar je hebt de bacterie zelf nog niet in handen.

Een mooi voorbeeld is Candidatus Cibionibacter quicibialis. Volgens een grote metagenomische studie behoort deze bacterie tot de tien meest voorkomende soorten in de menselijke darm. Toch is ze nog nooit gekweekt of onder een microscoop waargenomen. We kennen haar dus enkel van haar genetische vingerafdruk.

Dat is een belangrijke versoepeling, maar toch blijft voor veel onderzoekers de fysiek gekweekte bacterie de gouden standaard. Een genoom vertelt veel, maar kan niet vervangen wat je leert van een levende bacterie.

In de bacteriële naamgeving blijft er dus een spanningsveld bestaan tussen twee werelden: de oude cultuurcollectie met buisjes in de diepvries, en de nieuwe genetische wereld waarin sommige bacteriën voorlopig alleen als DNA-spoor bestaan. Maar voor beide geldt, net als bij een kindernaam: je mag veel willen, uiteindelijk moet iemand aan het loket zeggen dat het mag.