In de vruchtlichamen (cleistothesia) van Aspergillus fumigatus vinden de overkruisingen plaats. Foto Eveline Snelders Schimmels vermeerderen zich niet alleen ongeslachtelijk, maar doen ook aan seks. En bij die seksuele voortplanting vindt recombinatie of overkruising van eigenschappen plaats. Dat aantal overkruisingen is doorgaans beperkt tot een handjevol. De schimmel Aspergillus fumigatus daarentegen doet het gemiddeld 30 keer per chromosoom, laat een Wageningse studie zien.
Die 30 overkruisingen zijn een genetisch wereldrecord. Ter vergelijking: bij de mens komt het gemiddeld 3 -4 keer per paar chromosomen voor. Het resultaat van dat hoge aantal overkruisingen is dat bij schimmelseks het genoom van de Aspergillus fumigatus volledig door elkaar wordt geschud. Alsof je een nieuw spel kaarten dertig keer achter elkaar coupeert.
Diversiteit
De seksuele cyclus bij de Aspergillus fumigatus werd pas in 2009 ontdekt, zegt Snelders. ‘Seks verklaart de diversiteit die wordt aangetroffen in de genomen van de schimmel. Die variatie is met ongeslachtelijke (klonale) voortplanting niet te verklaren. Maar hoe komt die diversiteit tot stand? Komt dat door weinig seks en per keer veel recombinatie, of juist veel seks en per keer weinig recombinatie.’
We dachten altijd dat die mutaties zo dicht bij elkaar zaten, dat ze niet door seks gekoppeld konden worden
Eveline Snelders, Laboratorium voor Erfelijkheidsleer
Snelders en haar team kruisten twee verschillende vruchtbare schimmelkolonies van de Aspergillus fumigatus en analyseerden 195 nakomelingen op hun genetische samenstelling. Na uitsluiting van andere vormen van recombinatie komen zij tot het nieuwe wereldrecord overkruisingen. En die overdaad aan recombinatie heeft belangrijke gevolgen voor de ontwikkeling van resistentie in de schimmel.
Schimmelwerend
Als schimmelwerend middel worden sinds jaar en dag azolen gebruikt. Aspergillus fumigatus heeft daartegen resistentie ontwikkeld. ‘Aan die resistentie liggen twee mutaties ten grondslag die vlak bij elkaar op het genoom zitten’, zegt Snelders. ‘We dachten altijd dat ze zo dicht bij elkaar zaten, dat ze niet door seks gekoppeld konden worden. Dat betekent dat die resistentie zich niet snel door de populatie verspreidt.’
Na één keer seks waren er al nakomelingen met beide mutaties
Eveline Snelders, Laboratorium voor Erfelijkheidsleer
Maar dat is dus niet zo. Door het grote aantal overkruisingen kan resistentie al na één keer seks ontstaan. Snelders: ‘We hebben mutanten gemaakt waarbij de ouders één van beide mutaties hadden. Met een paar overkruisingen zou je die twee mutaties nooit bij elkaar krijgen. Maar dat gebeurt dus wel. Na één keer seks waren er al nakomelingen met beide mutaties. Resistentie kan zich dus bij deze schimmel snel verspreiden.’
Schimmelradar
Om die verspreiding van resistentie in kaart te brengen, zijn Snelders en haar team afgelopen week het citizen science project Schimmelradar gestart. Verspreid over Nederland worden 300 sporenvangers opgehangen. Analyse van die sporen moet inzicht opleveren over de aanwezige genotypen van de schimmel, hun verwantschap en de mate van resistentie die er al is. Voor de actie hebben zich binnen een week al 8000 mensen aangemeld.
Intussen gaat Snelders verder met haar studie. Waarom gooit de Aspergillus fumigatus tijdens seks het genoom zo door elkaar? Bij dat proces gaan immers ook veel gunstige combinaties van genen verloren. En hoe vaak komt schimmelseks in de natuur eigenlijk voor? ‘Het antwoord is, dat we dat allemaal nog niet weten. Maar dat gaan we uitzoeken,’ belooft ze.
