Bacteriën spelen al meer dan 3,5 miljard jaar een cruciale rol in het leefbaar houden van de aarde. Zo zorgen ze voor klimaatregulering en fotosynthese. Zonder bacteriën zou evolutie onmogelijk geweest zijn. Ook vandaag spelen micro-organismen een belangrijke rol in allerlei interessante toepassingen, zoals zuurstof genereren op aarde, de houdbaarheid verlengen van gefermenteerde voeding zoals kaas, bier, olijven en salami, milieuvervuiling opruimen (‘bioremediatie’), waterzuivering, afvalverwerking …
Micro-organismen zijn heel klein en dus moeilijk te onderzoeken. Tot enkele decennia geleden werden ze vooral bestudeerd met de microscoop en door ze op te kweken in laboschaaltjes. Maar veel bacteriën zijn niet goed kweekbaar. Bovendien was het onderzoek vroeger vooral gericht op ziektekiemen en ongewenste microben.
Door recente doorbraken in DNA-analyse kunnen we nu bacteriën, schimmels en andere micro-organismen onderzoeken in nieuwe domeinen en omgevingen. Zo zit onze darm vol met biljoenen darmbacteriën die belangrijk blijken voor onze gezondheid. We kunnen mens en dier beschouwen als superorganismen die in symbiose leven met de micro-organismen die in ons lichaam op alle oppervlakken voorkomen: de darmwand, de huid, de luchtwegen, de mondholte, het urine- en het voortplantingskanaal. Het wordt steeds duidelijker welke impact al die ontelbare micro-organismen hebben op gezondheid en ziekte.
Hoe kunnen we de voordelige eigenschappen van nuttige micro-organismen het best inzetten? Dat moeten we onderzoeken. Daarvoor is nog heel wat werk en samenwerking nodig tussen microbiologen, biotechnologen, (bio)medici, (bio-)ingenieurs, bio-informatici, procestechnologen, productontwikkelaars, enzovoort. Zij moeten de positieve activiteit van de micro-organismen in het labo vertalen naar praktische toepassingen.
Enkele voorbeelden: bij het verwerken van afvalwater worden al decennia processen gebruikt die de groei van nuttige organismen bevorderen. We kunnen nuttige micro-organismen ook toevoegen aan de ecosystemen die we willen versterken. Gekende voorbeelden zijn probiotica in yoghurtdrankjes, waarvan we zien dat ze de darmflora verrijken en hopen dat ze het immuunsysteem versterken. Maar we moeten nog grondig onderzoeken hoe die producten precies werken en welk probioticum we best kiezen voor welke toepassing: van het herstel van de darmflora na antibiotica over de preventie van allergieën tot het verminderen van luchtweginfecties, diarree of koortsblaasjes. Bij stoelgangtransplantaties wordt zelfs een hele gemeenschap van micro-organismen van een gezonde darmflora overgebracht naar een andere darm. Dat lijkt voor bepaalde aandoeningen duidelijk veel effectiever dan één enkel micro-organisme over te brengen.
Voor andere wereldwijde uitdagingen kunnen micro-organismen gevoelig bijdragen tot duurzame oplossingen, bijvoorbeeld bij de afbraak van plastic, elektriciteitswinning, de aanpak van milieuverontreiniging, alternatieve eiwitproductie, bescherming van gewassen en CO2-opslag.