Onderzoekers ontrafelen de vorming van paddenstoelen in het genoom van het
Waaiertje
maandag 12 juli 2010
Een internationale groep wetenschappers heeft in een groot onderzoek
aan het genoom van de schimmel het Waaiertje ontdekt hoe de vorming van
paddenstoelen en de afbraak van houtweefsel in deze schimmel genetisch
worden gestuurd. De nieuwe inzichten komen volgens de onderzoekers van
pas bij het verbeteren van de kweek van eetbare paddenstoelen en bij
het winnen van bestanddelen voor medische en farmaceutische producten
uit paddenstoelen. Het onderzoeksteam, bestaande uit onderzoekers van
Technologiestichting STW, de Universiteit Utrecht, het Kluyver Centre
for Genomics of Industrial Fermentations, de Koninklijke Nederlandse
Akademie van Wetenschappen en de Universiteit Leiden, publiceert zijn
bevindingen op 11 juli 2010 in een Advance Online Publication op de
website van Nature Biotechnology.
Schizophyllum commune â in het Nederlands Waaiertje geheten - is
welhaast de meest voorkomende paddenstoel op aarde. Hij groeit op dode
stammen en takken van vooral loofbomen en komt overal ter wereld voor,
behalve in de poolgebieden. Deze paddenstoel is een veelgebruikt
modelsysteem om paddenstoelgroei te bestuderen. Meer inzicht in die
groeiprocessen is onder andere van belang voor commerciële
paddenstoelkweek en voor het industrieel produceren van enzymen en
geneesmiddelen. Ook blijkt uit het genoomonderzoek dat het Waaiertje
een uniek mechanisme bezit voor het afbreken van hout. Dit inzicht kan
helpen om plantenmateriaal efficiënter om te zetten in hoogwaardige
producten zoals bioethanol.
Anti-tumormoleculen
Paddenstoelen â het vruchtvlees van schimmels - zijn van oudsher
nuttig. De productie van eetbare paddenstoelen beloopt jaarlijks zoân
2,5 miljoen ton. Paddenstoelen zijn ook van belang voor de medische
wereld. Paddenstoelen produceren anti-tumormoleculen en moleculen die
het menselijke afweersysteem stimuleren. Zo wordt uit gekweekte
Waaiertjes schizophyllan gewonnen, dat bij de behandeling van
baarmoederhalskanker wordt gebruikt. Waaiertjes produceren ook
farmaceutisch belangrijke eiwitten.
Nuttig en veelgebruikt model
Er is nog altijd betrekkelijk weinig bekend over de manier waarop
paddenstoelvormende schimmels voedingsstoffen opnemen en het
vruchtvlees vormen. Veel schimmels laten zich niet in het laboratorium
kweken en laten zich ook niet genetisch modificeren. Het Waaiertje is
een van de bekendste uitzonderingen daarop. Het groeit wel goed in het
laboratorium en doorloopt zijn hele levenscyclus in ongeveer 10 dagen.
Bovendien zijn er geschikte moleculaire technieken om de groei en de
ontwikkeling van het Waaiertje te onderzoeken. Het is verder de enige
paddenstoelvormende schimmel waarin onderzoekers door homologe
recombinatie genen hebben weten te inactiveren. Ook is gebleken dat
gerecombineerd DNA uit het Waaiertje ook in andere paddenstoelvormende
schimmels tot uitdrukking komt. Het maakt het Waaiertje tot een zeer
nuttig en veel gebruikt modelsysteem om paddenstoelvormende schimmels
te bestuderen.
Schakelaars voor paddestoelvorming
De onderzoekers, met name STW-promovendus en eerste auteur Robin Ohm
van de Universiteit Utrecht, wisten twee specifieke
transciptiefactorgenen te identificeren die direct invloed op de
paddenstoelvorming hebben. Schakelden ze het transcriptiefactorgen fst4
uit, dan vormden zich geen paddenstoelen. Inactiveerden ze fst3, dan
ontstonden er meer maar kleinere paddenstoelen dan gewoonlijk in de
natuur. Dit nieuwe inzicht zal helpen om de groei van paddenstoelen
beter te begrijpen en het produceren van eetbare paddenstoelen kunnen
bevorderen.
---
Voor de redactie:
Meer informatie bij drs. Robin Ohm, e-mail r.a.ohm@uu.nl, telefoon
(030) 253 38 54.
Referentie:
Formation of mushrooms and lignocellulose degradation encoded in the
genome sequence of Schizophyllum commune, Robin Ohm (STW en
Universiteit Utrecht), Jan de Jong (STW en Universiteit Utrecht),
Ronald de Vries (Afdeling Microbiologie, Universiteit Utrecht en
CBS-KNAW Centraal bureau voor Schimmelcultures, Utrecht), Patricia van
Kuyk (Instituut voor Biologie, Universiteit Leiden), Han Wösten
(Afdeling Microbiologie, Universiteit Utrecht en Kluyver Centre for
Genomics of Industrial Fermentations) et al., Advance Online
Publication, Nature Biotechnology, 11 July 2010.
Meer over Schizophyllum commune op
http://botit.botany.wisc.edu/toms_fungi/feb2000.html
Bijschriften
Figuur 1. Het Waaiertje, zoals dat in de natuur op dood hout groeit.
Figuur 2. Groei van Schizophyllum commune in het laboratorium: A-C, E-G
(vier dagen oud) en D, H (acht dagen oud). A-D zijn de culturen in
petrischaaltjes, E-H vergrotingen uit de opnamen. In de tijd van acht
dagen doorloopt de schimmel vrijwel zijn hele levensduur.
Figuur 3. Groei in een natuurlijk type Schizophyllum (A,D),
transcriptiefactorgen fst3 inactief gemaakt (B,E â kleinere
paddenstoelen maar wel meer dan in de natuur) en transcriptiefactorgen
fst4 inactief gemaakt (C,F â geen vorming van paddenstoelen).
Technologie Stichting STW