Bio-informatica om paddenstoelen beter te begrijpen

In 2013 maakte Brian Lavrijssen, toen nog analist in de moleculaire biologie, de overstap naar de bio-informatica. “De hoeveelheid beschikbare data is de afgelopen jaren enorm toegenomen. Op een zeker moment waren er binnen Wageningen University & Research te weinig mensen om al die data te kunnen analyseren. Ik voelde me aangetrokken tot de bio-informatica en heb mij in dit vakgebied bijgeschoold. Binnen de groep paddenstoelenonderzoekers ontcijfer ik de genetica van paddenstoelen om beter te kunnen begrijpen hoe deze paddenstoelen functioneren.”

Voor onderzoekers hebben paddenstoelen een groot voordeel vergeleken met planten, vindt hij: “In het mycelium – de zwamvlok - van schimmels bestaan de kernen van beide ouders naast elkaar zonder te versmelten. Daardoor kun je altijd terugvallen op het genoom van de individuele ouders. Bij planten moet je altijd eerst uitvinden welk genetisch materiaal van welke ouder afkomt. Bij paddenstoelen is dat gepuzzel niet nodig en kun je dus sneller oplossingen voor onderzoeksvragen vinden.”

Sporenloze oesterzwam

Een van de paddenstoelen waar hij onderzoek naar doet, is de oesterzwam, een eetbare paddenstoel die tegenwoordig in elke supermarkt te koop is. “De vraag aan ons was: kunnen we een test ontwikkelen waarmee aan te tonen is of er inbreuk wordt gemaakt op het intellectueel eigendom van de Spoppo? Dit is een sporenloze oesterzwam die wij hebben ontwikkeld. Het is heel makkelijk om te doen alsof je een nieuwe stam op de markt brengt: je koopt een doosje oesterzwammen in de supermarkt, maakt er een cultuurtje mee en kunt gaan vermeerderen. Met de test die wij hebben ontwikkeld, kunnen we aantonen waar in de paddenstoel de genetische eigenschappen van beide ouders worden herschikt. Als een broedleverancier een nieuw ras maakt, vindt dat op andere plekken in het genoom plaats. Komen deze locaties in het nieuwe ras op de markt precies overeen met een al bestaand ras, dan is er sprake van diefstal.”

Lavrijssen werkt nu aan eenzelfde test voor een andere populaire oesterzwammenstam, de Allerpo. Hij hoopt daarmee dat intellectueel eigendom binnen de paddenstoelenteelt beter wordt beschermd: “Nu weerhoudt het veredelaars ervan te investeren in nieuwe rassen. Testen maken de weg vrij voor innovatie in de sector.”

Afbraak lignine

Een andere soort waar Lavrijssen onderzoek naar doet, is de Ceriporiopsis (Sparrenporia). Binnen de omvangrijke Wageningse collectie is dit een schimmel die wordt ingezet voor de afbraak van lignine in houtachtige gewassen: “We zoeken een variant die dit als beste doet, waardoor bijvoorbeeld de voedingswaarde van veevoer verbeterd kan worden. Ik bestudeer de genetische variatie tussen alle stammen van deze soort die wij in onze collectie hebben. En ik kijk hoe de genetische informatie herverdeeld wordt in de nakomelingen na kruising. Zo kan ik zien hoe makkelijk of moeilijk het zal zijn om gewenste eigenschappen te combineren in één individu. Als we weten welke delen van het genoom betrokken zijn bij de gewenste eigenschappen en welke ouder welk stukje informatie moet leveren, kunnen we al voorspellen welke nakomelingen goed of minder goed zullen presteren. We hoeven ze dus niet eerst allemaal in het lab te testen.” 

Zijn vakgebied ontwikkelt zich duizelingwekkend snel: “Toen ik in 1997 begon als onderzoeker, bekeek je op één plekje in het genoom een 10-tal stammen en daar was je dan de hele dag zoet mee. Met de huidige sequencing-technieken kunnen we in één keer het totale genoom van honderden stammen tegelijk in kaart brengen. Het verschil is gigantisch en het zal in de toekomst alleen nog maar sneller en makkelijker gaan. En toch blijft werk in het lab dan ook nog altijd nodig om de kennis uit bio-informatica daadwerkelijk te toetsen.”