Nieuws
Hoe kunnen paddenstoelen honderden jaren oud worden zonder kanker te krijgen?
Met iedere celdeling neemt het risico op kanker toe. Een langlevende soort zoals de olifant zou dus vaker kanker moeten krijgen dan een kortlevende soort zoals de muis. In 1975 vond Richard Peto echter dat dit niet zo is en dat er maar weinig variatie is in kankerrisico tussen diersoorten. Dit staat bekend als Peto’s Paradox. In een nieuwe publicatie stellen drie onderzoekers van Wageningen University & Research (WUR) een hypothese voor om variatie in kankerrisico bij schimmels te verklaren. Sommige schimmels lijken met een speciale manier van celdeling mutaties geen kans te geven waardoor het risico op kanker drastisch lager ligt. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Microbiology and Molecular Biology Reviews (MMBR).
“Peto’s paradox” kan verklaard worden door stringentere anti-kankermechanismen in langlevende soorten dan in kortlevende soorten. Deze theorie is van toepassing op dieren die kanker kunnen krijgen als snel-delende mutante cellen de fitness van het individu verlagen. WUR-onderzoekers hebben eerder laten zien dat in schimmelnetwerken een soort ‘kernkankers’ kunnen ontstaan.
‘In schimmelmycelia – het ondergrondse netwerk aan schimmeldraden – kunnen mutaties optreden die de kern een voordeel geven binnen het mycelium,’ vertelt Duur Aanen, een van de betrokken onderzoekers. ’Omdat deze mutanten binnen het mycelium geselecteerd worden, maar de fitness van het mycelium als geheel verlagen, kun je ze beschouwen als een soort ‘kernkankers’.’
Gesp bij schimmels
In hun publicatie redeneren de WUR-onderzoekers – naast Aanen zijn dat Anouk van ’t Padje en Ben Auxier - dat langlevende, langzaam groeiende schimmels, zoals heksenringvormende soorten die tot wel honderden jaren oud kunnen worden, mechanismen moeten hebben om het risico op dergelijke ‘kernkankers’ te verminderen. Soorten die typisch snel groeien, maar kort leven, hoeven zo’n mechanisme niet te hebben. Bij deze soorten zie je dan ook dat ze gemakkelijk kernkankers ontwikkelen als je ze langer in het lab kweekt dan ze normaliter onder natuurlijke omstandigheden doen. Uit eerder onderzoek is gebleken dat de geselecteerde mutanten zonder uitzondering het vermogen hadden verloren om als schimmeldraden (hyfen) te fuseren, en dat dit verlies van fusie verantwoordelijk was voor het competitieve voordeel binnen het schimmelmycelium.
Volgens de onderzoekers is de gesp (clamp connection in het Engels) het mechanisme dat verantwoordelijk is voor de resistentie tegen dit soort mutanten in langlevende soorten (zie afbeelding). Deze structuur komt alleen bij paddenstoelvormende schimmels voor en haar functie miste tot nog toe een bevredigende verklaring.
Testmoment
Een gesp ontstaat bij de celdeling van een mycelium van paddenstoelvormende schimmels. Dit mycelium wordt dikaryon genoemd, omdat de cellen twee genetisch verschillende haploïde kernen hebben (haploide cellen bevatten slechts één exemplaar van elk chromosoom). Als een eindcel deelt, neemt een van de twee kernen een ‘omweg’ naar de dochtercel, door eerst naar een tijdelijke zijcel te migreren, die later fuseert met de dochtercel. Na fusie blijft deze zijcel zichtbaar als een zogenaamde gesp.
Aanen: ‘Mijn collega’s en ik stellen nu in een nieuwe hypothese dat de fusie van de gesp een testmoment is voor een van de haploïde kernen: als de cel niet kan fuseren, betekent dit een doodlopende route voor de cel en dus het einde van haar kern. Omdat uit ons eerdere onderzoek is gebleken dat verlies van fusie de belangrijkste route is naar ‘kernkankers’, veronderstellen we dat de gesp fungeert als screeningsinstrument voor de kwaliteit van de kern, waarbij beide kernen elkaar voortdurend testen op het vermogen om te fuseren, een test waarvoor kernen met mutaties in fusiegenen niet slagen. Daardoor stellen we dat mycelia een constant en laag risico op kernkankers hebben, ongeacht hun grootte en levensduur.’