Wat is er precies gevonden?

• eRNA-dominantie vroeg in groei: bij aanzet van de groei wordt een grote pool van extracellulaire nucleïnezuren uitgescheiden; ~80% daarvan is kort RNA.
• G4-netwerk aan het celoppervlak: de korte RNA’s vormen G-quadruplex-architecturen die een geleidend netwerk op en rond de cel vormen.
• Functioneel causaal bewijs: toevoeging van synthetisch G4-RNA verhoogt stroom-naar-methaan; afbraak van extracellulair nucleïnezuur met nuclease laat kathodische stroom en CH₄ terugvallen, terwijl groei op oplosbare substraten (bijv. methanol) nauwelijks geraakt wordt.
• Consistent met G4-chemie: hemin-afhankelijke peroxidase-activiteit en G4-specifieke signalen passen bij correct gevouwen G-quadruplexen.

Samen geven deze lijnen aan dat eRNA-G4 als ‘biologische bedrading’ kan fungeren voor extracellulaire elektronentransfer (EET) naar methanogenen.

Hoe past dit in bestaand onderzoek?

Al langer is bekend dat bepaalde methanogenen elektronen direct kunnen opnemen van een kathode en dat ze in consortia via DIET (Direct Interspecies Electron Transfer) elektronen ontvangen van o.a. Geobacter. Ook zijn er gevallen waarin methanogene extracellulaire enzymen (zoals hydrogenasen) de kathodische waterstofvorming katalyseren en zo de elektronenoverdracht versnellen. Het eRNA-G4 mechanisme biedt een alternatieve, eiwitvrije geleider aan het celoppervlak die deze observaties helpt verklaren—juist voor soorten zonder rijke cytochroom-machinerie.

• DIET met methanogenen: elektronenoverdracht van Geobacter naar Methanosarcina is uitgebreid gedocumenteerd.
• Kathodische elektronenopname door M. barkeri: meerdere studies bevestigen stroomgekoppelde methaanproductie bij aangelegde potentialen.
• Rol van extracellulaire (hydrogenase)enzymen: dergelijke enzymen op staal/kathodes kunnen de overpotentiaal verlagen en stroom (en dus corrosie) verhogen.
• G4-(DNA/RNA) en redox: G-quadruplexen kunnen met hemin peroxidase-achtige activiteit vertonen; de waargenomen G4-signalen zijn hiermee in lijn.

Relevantie voor MIC (biocorrosie)

In MIC-scenario’s is de kathode van de corrosiereactie vaak snelheidsbepalend. Als methanogenen via eRNA-G4 ‘bedrading’ elektronen effectiever opnemen, kan dat de kathodische stroomdichtheid verhogen. In galvanische termen betekent dit:

• Vuistregel conversie: 1 µA/cm² komt voor ijzer overeen met ≈0,012 mm/jaar uniforme corrosie. Dus +5 µA/cm² extra kathodische stroom impliceert grofweg +0,06 mm/jaar aan uniforme corrosiesnelheid (alleen ter orde-grootte; lokale putcorrosie kan veel hoger uitvallen).
• Empirische referentiepunten: in olieveldwachter wordt “corrosief” vaak gezien bij >0,15 mm/jaar terwijl “niet-corrosief” <0,08 mm/jaar oplevert; aanwezigheid van specifieke methanogene hydrogenase-genen (bijv. micH) correleert met de hogere klasse.
• Mechanistisch kader: eRNA-G4 zou (naast enzymatische routes) een extra snelle elektronensnelweg kunnen vormen tussen Fe(0)/kathode en methanogene cellen—met potentieel hogere netto-stroom en dus hogere corrosiesnelheden waar methanogenen domineren.

Wat betekent dit voor de praktijk?

1. Monitoring uitbreiden: naast klassieke SRB-markers ook methanogene signatuur (bijv. mcrA) en indicatoren voor EET/DIET meenemen. Overweeg elektrochemische set-ups (kathodes op –0,4 tot –0,6 V vs. Ag/AgCl) als proef in eigen matrix om stroom-respons te meten.
2. Corrosierisico kwantificeren: koppel gemeten (kathodische) stroomdichtheden aan mm/jaar via Faraday en track drempelwaarden (bijv. equivalent >~13 µA/cm² ≈ >0,15 mm/jaar).
3. Mitigatie richten: maatregelen die het eRNA-netwerk of G4-stabiliteit hinderen (indirect, via matrix/condities) kúnnen relevant zijn; in de praktijk blijft echter operational control leidend (potentiaal, nutriënten, spoelingen, inhibitoren).
4. Bewijs opbouwen: documenteer parallel trends in qPCR-data, elektrochemie (E, I), gasproductie en metaalverlies (ER-sondes/coupons) om causaliteit aan te tonen.

Hoe MICBUSTERS helpt – qPCR veldtest en meerwaarde

Onze qPCR-veldtest op locatie levert binnen uren een kwantitatief profiel van methanogene gemeenschappen en relevante markers, gekoppeld aan uw bedrijfscondities.

Workflow

1. Gestandaardiseerde monsterneming (water, slib, biofilm, coupons).
2. Snelle DNA-extractie met inhibitie- en procescontroles.
3. Doelwitten: mcrA, archaeale 16S rRNA; optioneel aanvullende markers (bijv. micH) en PMA-qPCR (levende fractie).
4. Kwantificatie via standaardcurven; rapportage in genkopieën per mL of cm².
5. Koppeling met potentiaal/stroom, gasdata en corrosiemetingen voor geïntegreerd advies.

Meerwaarde

• Snelle besluitvorming: setpoints, doseringen en mitigatie in hetzelfde onderhoudsvenster.
• Specifieke MIC-profielen: onderscheid tussen H₂-mediatie, enzymatisch katalyseerde routes en potentiële eRNA-gedreven EET.
• Trendbewaking & drempels: early-warning bij overschrijding van stroom-equivalenten (bijv. >~13 μA/cm²).
• Proof-of-impact: aantoonbaar effect van maatregelen op zowel microbiologie als corrosiesnelheid.

Referenties (selectie)

• Kotoky R. e.a. (2025) Extracellular RNA drives Electromethanogenesis in a Methanogenic Archaeon. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2025.07.06.663362
• Rowe A.R. e.a. (2019) Methane-linked mechanisms of electron uptake from cathodes by Methanosarcina barkeri. mBio. https://doi.org/10.1128/mBio.02448-18
• Rotaru A.-E. e.a. (2014) Direct interspecies electron transfer met Methanosarcina. AEM. https://doi.org/10.1128/AEM.00895-14
• Lahme S. e.a. (2021) Corrosie in olieveldwachter gelinkt aan methanogene hydrogenase-marker micH. Frontiers in Microbiology. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.587803
• Palacios P.A. e.a. (2024) Review: extracellulaire elektronenopname voor electromethanogenese. Biotechnol Adv. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2024.108356