Een nieuw geval van besmetting met BSE is nog steeds nieuws. Maar onder de schimmel Podospora anserina is besmetting met prionen de gewoonste zaak van de wereld, ontdekte een Wageningse promovendus. De schimmels dragen ze over op de nieuwe generatie tijdens de seksuele voortplanting. Daarbij legt een genetische variant van Podospora consequent het loodje.Podospora anserina is geen onbekende in de wetenschap, vertelt begeleider dr Klaas Swart van de leerstoelgroep Erfelijkheidsleer. ,,Het is een algemeen voorkomende schimmel, die leeft op de uitwerpselen van planteneters. Al sinds de jaren dertig gebruikt de wetenschap hem als modelorganisme, al geniet hij minder bekendheid dan de bacterie E. coli. Onderzoek naar de schimmel heeft onderzoekers al vaker tot belangrijke inzichten gebracht.
De opheldering van de rol van prionen in de voortplanting van de schimmel valt onder die categorie. Dat was tenminste de mening van het gerenommeerde tijdschrift Proceedings of the National Academy of Science, dat het artikel over de prionen bij Podospora op de valreep van april publiceerde. Het artikel was een heuse wetenschappelijke primeur. Het beschreef als eerste de seksuele overerving van prionen. Het artikel verklaart een verschijnsel dat al langer bekend was: sporekilling, het verschijnsel waarbij de ene genetische variant van de schimmel de andere tijdens de voortplanting verdringt.
,,Bij Podospora vind je twee soorten s-genen, zegt de eerste auteur van het artikel, drs Henk Dalstra. ,,Die noemen we het grote S-gen en het kleine s-gen. Een individu heeft of de ene, of de andere variant. In de omgeving van Wageningen hebben onderzoekers van de leerstoelgroep op konijnenkeutels Posoperas gesoleerd, en daarvan blijkt zestig procent het s-gen te hebben, en veertig procent het S-gen.
Sporekilling treedt op als een schimmel met het kleine s-gen vrouwelijke voortplantingsorganen vormt en genetisch materiaal van een schimmel met het S-gen ontvangt. Bij de vorming van sporen het zijn er meestal vier sterven vaak de twee nieuwe schimmelsporen met het S-gen. Andersom, als een schimmel met het grote S-gen de vrouwelijke rol vervult, en genetisch materiaal van een schimmel met een kleine s-gen ontvangt, treedt het verschijnsel niet op.
Het mechanisme achter de genetisch gestuurde abortuspraktijk was onduidelijk. Tot de Wageningers, die samenwerkten met onderzoekers in Bordeaux, ontdekten dat er prionen bij betrokken waren. Het verschijnsel treedt alleen op als de schimmels met het kleine s-gen genfecteerd zijn.
Een prion is een vouwing in een eiwit, die zichzelf kan kopiren naar andere eiwitten van hetzelfde type. Als je niet-besmette eiwitten ziet als dominosteentjes die rechtop staan, dan zijn aangetaste eiwitten omgevallen steentjes. In die vergelijking is een prion niets meer dan het omvallen van een steentje.
Bij Podospora kunnen alleen de individuen met het s-gen drager zijn van een prion. ,,Het prion zit in het eiwit dat het s-gen laat aanmaken, zegt Dalstra. ,,Het is een vouwingsvariant van dat eiwit. Het eiwit dat het grote S-gen laat aanmaken kan die vouwing echter niet aannemen, ook al is het verschil tussen beide eiwitten niet meer dan dertien aminozuren groot.
Het fascinerende van Dalstras onderzoek is dat de dragers van het prion alleen maar voordeel van de besmetting hebben. ,,Bij sommige schimmels zag je het s-eiwit van structuur veranderen, zegt Dalstra. ,,Het werden vlokken van soms enkele micrometers groot. De schimmel lijkt daar echter geen last van te hebben. Nadelige effecten op de overlevingkansen van de besmette schimmels hebben de Wageningers niet kunnen ontdekken.
Hoewel de term biologisch misplaatst is, kun je de relatie tussen het prion en de s-variant van Podospora als symbiotisch omschrijven. Als de schimmels het prion tijdens seks overdragen, zorgt die ervoor dat nieuwe schimmelindividuen met het S-gen het loodje leggen. ,,Het besmette s-eiwit is op de n of andere manier giftig voor schimmels met het S-gen, zegt Dalstra. ,,We weten nog niet precies hoe.
De s-variant van Podospora heeft dus baat bij het prion, omdat het concurrenten uitschakelt. Daarom is de besmetting met het prion ook zo wijdverbreid. Van alle Podosporas met het s-gen die Dalstras collegas in de omgeving van Wageningen vonden was 85 procent drager van het prion.
De herkomst van het prion is Podospera zelf, zegt begeleider Swart. ,,Prionen ontstaan spontaan. Bij ongeveer elke tien miljoen celdelingen in Podospora ontstaat er eentje.
De reden dat de S-variant berhaupt nog bestaat, en dat er nog niet besmette s-Podosperas zijn, is dat er maar n soort schimmelseks het prion overdraagt op een nieuwe generatie, terwijl de andere soort gegarandeerd prionvrije schimmels produceert.
,,Besmette Podosporas kunnen het prion alleen overdragen als die de vrouwelijke rol op zich nemen, verklaart Dalstra. ,,Het prion zit niet in het erfelijk materiaal, maar in het eiwit van het s-gen. Als een schimmel de mannelijke rol speelt, geeft het alleen erfelijk materiaal. Erfelijk materiaal van een mannelijke schimmel is dus altijd schoon, ook als het individu besmet is. | Willem Koert