9 jan 2008

Onderdeel: Wageningen Universiteit
Nummer: P001

Microscopische gistcellen lijken elkaar soms te bestrijden op een manier die doet denken aan 'chemische oorlogsvoering'. Maar kost de productie van giftige stoffen voor chemische machtsstrijd minder dan het oplevert? Soms wel, zo ontdekten genetici van Wageningen Universiteit. Gistcellen die een toxine produceren verdringen onder bepaalde omstandigheden concurrerende gistcellen van een andere stam die daartoe niet in staat zijn. Maar onder andere condities nemen de pacifisten de macht weer over. De onderzoekers komen tot die conclusie in het tijdschrift Proceedings of the Royal Society dat 9 januari verschijnt.

Bijna alle bacteriesoorten en veel gistsoorten scheiden giftige (toxische) stoffen af in hun omgeving. Onderzoekers troffen op fruit, bomen en mierennesten toxine-producerende gisten aan, naast gistcellen die geen toxinen produceren. Met hun 'chemische wapens' kunnen gifproducenten concurrerende gisten die voor het gif gevoelig zijn, doden. Maar de productie van een gifstof kost de killercellen ook energie en grondstoffen. Dat zou wel eens zoveel kunnen zijn dat de vreedzamere concurrent de heerschappij overneemt. Wanneer is welke stam in het voordeel, zo vroegen de onderzoekers zich af.

Om de condities waarbij de killerpopulaties dan wel gifgevoelige gistpopulaties in het voordeel zijn te bepalen, onderzocht het onderzoeksteam van het Laboratorium voor Genetica aan Wageningen Universiteit populaties gistcellen gedurende tachtig dagen. In die periode wisselen zo'n 400 generaties gist elkaar af. Genoeg om te bepalen wie in het voordeel is. Daarbij keken zij naar condities die de structuur van een populatie bepalen en naar het aanbod aan voedingsstoffen.

Het team liet daartoe populaties gistcellen groeien op een vaste voedingsbodem met agar. Daarop varieerden de onderzoekers de hoeveelheid beschikbare voedingsstoffen: overvloedig, dan wel zo weinig dat de gistcellen uitgehonderd worden. De populaties gistcellen vormen op de vaste ondergrond een structuur die oogt als een vlek.

Uit de laboratoriumproeven blijkt dat het grondstoffen- en energieverbruik van toxische stammen de groeisnelheid ruim drie procent verlagen. Maar is dat meer dan de winst die de aanmaak oplevert? Daartoe werden killer gistcellen losgelaten in een arena van gevoelige cellen in een omgeving met een overvloed aan voedingsstoffen. Daaruit kwam naar voren dat de agressieve gistcellen het winnen van de gevoelige cellen, ook als ze eerst veruit in de minderheid zijn (1: 10.000). In een voedselarm milieu echter, had het produceren van gif geen of nauwelijks meer effect. Kennelijk schakelt de gistcel over op een andere stofwisseling als er weinig voedsel is. De gifstof blijkt dan een overbodig of onbereikbaar luxe-product.