Wetenschap - 15 februari 2011

Schimmels zijn genetische wildebrassen

Pathogene schimmels doen spontaan waar organisaties als Greenpeace van gruwen: ze wisselen genen of zelfs hele chromosomen uit met andere schimmelsoorten. Dat blijkt uit een artikel in FEMS Microbiology Reviews van de Wageningse genetici Rahim Mehrabi, Pierre de Wit en Gert Kema.

Jarenlang leidde de schimmelsoort Pyrenophora tritici-repentis een voor tarwe onschuldig bestaan. Maar rond de Tweede Wereldoorlog tastte de schimmel opeens tarwe aan, net als de pathogene schimmelsoort Stagonospora nodorum. Toen genetici onlangs de genoomsequenties van beide schimmels gingen vergelijken, bleek er een 'eilandje' van Stagonospora-DNA in het genoom van Pyrenophora te zitten. Ook bleek dat dit pakketje genen in schimmels rond 1940 aanwezig was, maar daarvoor niet. Het is dus erg aannemelijk dat P. tritici-repentis een pathogene tarweschimmel werd na DNA-uitwisseling met S. nodorum.
Mobiele chromosomen
Iets soortgelijks treedt op bij de schimmel Fusarium oxysporum, een hardnekkige ziekteverwekker bij tomaat . De Amsterdamse onderzoeksgroep van Martijn Rep heeft recent in Nature laten zien dat het ziekteverwekkend vermogen van deze schimmel voor tomaat op een bepaald chromosoom ligt. Rep toonde daarna aan dat het chromosoom waarop codes staan om tomaat ziek te maken, kan overspringen naar niet-pathogene Fusarium soorten. 'Mobiele chromosomen!', zegt Kema.
Spontane genmutatie
Het mechanisme achter dit soort processen is een black box voor Kema, maar hij heeft wel een suggestie. Kema doet onderzoek aan de schimmel Mycosphaerella graminicola, de belangrijkste ziekteverwekker in tarwe in Noordwest-Europa. Samen met Mehrabi ging hij de werking van verschillende genen na door ze uit te zetten. Na het uitzetten van het gen Gβ bleek dat de schimmeldraden niet langer keurig naast elkaar groeiden, maar versmolten. 'Je kunt je dus voorstellen dat verschillende schimmels in de natuur versmelten na een spontane genmutatie', zegt Kema.
Wildebrassen
Schimmels zijn genetische wildebrassen, blijkt uit nader onderzoek aan M. graminicola. Kema legde de DNA-sequenties van verschillende schimmels op elkaar en kwam tot de ontdekking dat 13 van de 21 chromosomen altijd voorkomen, terwijl de andere 8 varieerden. 'Er vinden rare dingen plaats bij schimmels op chromosoomniveau. Chromosomen verdubbelen of raken zoek. Ik vermoed dat die 8 in de loop der tijd zijn overgekomen van andere schimmelsoorten.'
Gen- of chromosoomoverdracht kan dus leiden tot nieuwe of veel agressievere schimmels. 'Je kunt dit soort processen niet voorkomen', zegt Kema. 'Je moet alert blijven en onderzoek doen hoe je zo'n schimmel kunt aanpakken en de verspreiding ervan kunt voorkomen.'

Re:ageer