Onderzoekers ontrafelen de vorming van paddenstoelen in het genoom van het Waaiertje

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 – 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 – het vruchtvlees van schimmels - zijn van oudsher nuttig. De productie van eetbare paddenstoelen beloopt jaarlijks zo’n 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.