De geur van de bodem werd voor het eerst onderzocht in 1891, maar de belangrijkste verbinding die dit veroorzaakte werd pas in 1965 geïsoleerd door Gerber en Lechevalier, die het “geosmin” noemden (“Geo” Aarde; “Osme” = Geur).
Gerber toonde vervolgens de structuur van geosmin aan in 1968.
Eigenschappen van geosmin
Geosmin is een kleurloze vloeistof, een lid van een grote familie van Terpenoïde oliën. Terpenoïden hebben aromatische eigenschappen, wat betekent dat ze een geur afgeven.
Andere voorbeelden van deze moleculen zijn te vinden in eucalyptus, kaneel of kruidnagel.
Geosmin heeft een doordringende geur en een uiteenlopende reeks dieren vertoont er een extreme gevoeligheid voor. Naar verluidt kan de mens 100 delen op een biljoen detecteren.
Hoe wordt geosmine gemaakt?
In de bodem wordt de productie van geosmine toegeschreven aan één enkel bacteriegeslacht, Streptomyces genaamd. Dit zijn in de bodem levende bacteriën die in ongunstige omstandigheden sporen laten groeien (zie foto) die kunnen worden verspreid naar nieuwe, gunstiger omstandigheden, waardoor de bacterie kan overleven.
Biosynthese van geosmine
De productie van geosmine bleef jarenlang een mysterie, maar een beslissend moment brak aan met de publicatie van de genoomsequentie van Streptomyces coelicolor A3(2) in 2002, een project onder impuls van Sir David Hopwood, John Innes Centre.
Wetenschappers konden nu de belangrijke link leggen tussen gen en functie. Vervolgens toonde het lab van Prof. Keith Chater, ook aan het John Innes Centre, aan dat één enkel gen codeert voor het enzym dat de synthese van geosmine katalyseert, en ontdekte het lab van Professor David Cane aan de Brown University, USA, de biochemie die aan dit proces ten grondslag ligt.
Waarom produceert Streptomyces geosmine?
Hoewel veel van de complexe moleculen die hij maakt antibiotische eigenschappen hebben – dat wil zeggen, ze doden andere micro-organismen die concurreren om ruimte en voedsel – is dit niet het geval voor geosmine.
In plaats daarvan kan geosmine roofdieren afschrikken en organismen aantrekken die sporen verspreiden. Geosmine stoot fruitvliegen af, zodat ze minder snel materiaal eten waarop Streptomyces groeit.
Er wordt gespeculeerd dat geosmine kleine bodemdiertjes kan aantrekken die omhuld raken met sporen en ze zo door de bodem verspreiden.
Een goede geur of een slechte geur?
Streptomyces zijn ook een rijke bron van antibiotica en daarom het onderwerp van uitgebreid onderzoek om hun eigenschappen te benutten en nieuwe moleculen te identificeren die in de kliniek kunnen worden gebruikt.
Voor velen in het John Innes Centre, waar een lange geschiedenis van Streptomyces-onderzoek bestaat, is de geur van geosmine een bekende en aangename geur. Degenen onder ons die genieten van de geur van regen, of van een wandeling in het bos, zullen het daar waarschijnlijk mee eens zijn. Sterker nog, parfumeurs voegen regelmatig geosmine toe om een aardse geur in hun geuren te genereren.
Geosmine is echter ook verantwoordelijk voor de bijsmaak van water, wijn en zoetwatervis en het elimineren van de geur ervan is voor sommigen van aanzienlijke commerciële waarde.
