Noorderlicht Radio
Genoom van penicillineschimmel ontrafeld Dit jaar is het tachtig jaar geleden dat de Britse microbioloog Alexander Fleming dat de schimmel Penicillium notatum in staat is om bacteriën te doden. Sindsdien is deze schimmel ingezet om antibiotica te produceren. Door veredeling is de productie enorm vergroot. Hoe een eenvoudig schimmeltje dat kan, is nu ontrafeld door de Groningse microbioloog Arnold Driessen. In samenwerking met onderzoekers van DSM heeft hij het complete genoom van Penicillium notatum ontrafeld. Driessen heeft het genoom van een ingevroren Penicillium notatum-stam van 50 jaar oud gesequenced en vergeleken met dat van een moderne nazaat. Zo werd duidelijk wat 50 jaar veredeling op genetisch niveau heeft aangericht. De schimmel wordt veredeld door hem te bestoken met giftige stoffen. Dat heeft genetische veranderingen tot gevolg die soms een verbetering zijn, althans in de ogen van een veredelaar. Die methode is als een schot hagel: de effecten van de gifstoffen zijn nauwelijks voorspelbaar. Van de duizenden mutaties zijn er hooguit een paar bruikbaar voor de penicillineproductie. Daarmee kweek je dan verder. Moderne schimmels zijn in een paar opzichten anders dan hun voorouder van vijftig jaar geleden. De penicilline wordt geproduceerd in blaasjes in de cel. Bij de oude schimmelstam zijn dat er een paar, bij de moderne veel meer. In de oude stam staan de genen die de penicillineproductie regelen op een laag pitje, terwijl ze in de moderne schimmel veel actiever zijn. Hetzelfde geldt voor de eiwitten die ervoor zorgen dat de penicilline de cel uitgewerkt wordt. Moderne schimmels produceren meer van die transporteiwitten. Vijftig jaar veredeling heeft de productiviteit van de schimmel dus enorm verhoogd. Het onderzoek van Driessen kan ook nieuwe antibiotica opleveren. Al langer is bekend hoe het groepje genen eruit ziet dat de penicillineproductie regelt. Driessen ontdekte dat het genoom van Penicillium notatum wel vijftig van die clusters heeft, waarvan er 45 niets produceren: ze zijn als het ware uitgeschakeld. Door ze één voor één ‘aan te zetten’, kunnen de onderzoekers erachter komen wat hun functie is. Misschien gaan ze dan tot dusverre onbekende vormen van penicilline produceren. Door de decennia van veredeling is de Penicillium notatum heel makkelijk in leven te houden in de grote ketels waarin antibiotica industrieel geproduceerd worden. Het is als het ware de zwartbonte Friese koe onder de schimmels: makkelijk te houden en altijd een hoge productie. Er bestaan ook andere schimmels die antibiotica maken, zoals Cephalosporium acremonium, maar die zijn veel minder makkelijk in leven te houden. Het plan is nu om de genen die de productie van cefalosporine regelen in te bouwen in Penicillium notatum, die heel makkelijk onder industriële omstandigheden te “houden” is. Als dat lukt is de productie van cephalosporine even makkelijk als die van penicilline. ----- Wetenschapsnieuws Vruchtbare vrouw praat hoger Stamcel uit zaadbal Seks met een stopwatch ----- Dode dodo’s Al enige jaren doen medewerkers van Naturalis op het eiland Mauritius opgravingen in een moeras, waar zij een groot aantal fossielen van uitgestorven dieren opgraven, waaronder dodo’s en schildpadden. Fysisch-geograaf Kenneth Rijsdijk en paleontoloog Hanneke Meijer vertrekken 18 oktober weer naar Mauritius om onderzoek te doen. De opgraving vindt plaats in een moeras waaruit ze vorig jaar ruim 5000 kilo dierenbotten geoogst hebben. Die bottenberg moet dit jaar worden gedetermineerd. Een paar vragen willen de onderzoekers proberen te beantwoorden. Er zijn bijvoorbeeld dodo-dijbenen van verschillende lengte ontdekt. Behoren die toe aan mannetjes- en vrouwtjesdodo’s? Of zijn het aparte ondersoorten? Ook is de datering een raadsel. De hele laag met fossielen is ongeveer 3800 jaar oud. In een betrekkelijk korte tijd zijn dus alle dieren op deze plek ten onder gegaan. Maar wat was de oorzaak? Droogte? Of juist overstromingen? Hopelijk geeft het onderzoek van dit jaar uitsluitsel. (presentatie: Remy van den Brand)