Je leest:

Gist meercellig gemaakt in lab

Gist meercellig gemaakt in lab

Auteur: | 19 januari 2012

Amerikaanse biologen hebben bakkergist in het laboratorium omgetoverd van een eencellig organisme naar een meercellig exemplaar. Het experiment geeft ons een nieuwe kijk op de vroege evolutie van het leven.

De overgang van eenvoudige eencelligen naar complexe meercelligen is een belangrijke stap in de evolutie van het leven en heeft waarschijnlijk miljoenen jaren geduurd. Maar de cruciale eerste stappen van die overgang kunnen heel snel zijn gegaan. Dat schrijft de Amerikaanse bioloog William Ratcliff deze week in het blad PNAS. Binnen zestig dagen slaagde hij erin om vanuit de eencellige schimmel bakkersgist (Saccharomyces cerevisiae) een meercellig organisme te maken.

Sneeuwvlokachtige clusters

Ratcliff creëerde in het laboratorium een omgeving waarin meercelligen in het voordeel zijn ten opzichte van eencelligen. Gistcellen moesten in een reageerbuisje met vloeistof de bodem zien te bereiken. Losse gistcellen zijn niet zo zwaar en blijven dus in de vloeistof rondzweven, maar groepjes gistcellen komen dankzij hun gewicht wel op de bodem terecht. Na een dag selecteerde de bioloog alle gistcellen die de bodem hadden bereikt en zette deze over in een schoon reageerbuisje met vloeistof. Dat deed hij zestig dagen lang. De selectie op groepjesvormende gistcellen leidde ertoe dat de bodem van het reageerbuisje steeds sterker gedomineerd werd door sneeuwvlokachtige clusters van gistcellen.

Losse cellen van Saccharomyces cerevisiae.
Wikimedia Commons

Nu is de vorming van groepjes cellen natuurlijk nog geen bewijs voor meercelligheid, maar Ratcliff komt met overtuigende aanwijzingen dat zijn sneeuwvlokachtige clusters verschillende eigenschappen hebben van een meercellig organisme. De clusters zijn geen willekeurig samenraapsel, maar bestaan uit cellen die genetisch gezien sterk op elkaar lijken. De clusters blijven bij elkaar, zelfs na verschillende celdelingen. En tijdens de reproductie van een cluster ontstaan geen losse cellen, maar vormt zich een nieuw cluster dat ongeveer de helft zo groot is als het originele exemplaar.

Duizenden generaties in de vriezer

Al die eigenschappen zijn van belang voor de samenwerking tussen cellen in een meercellig organisme, zodat het als geheel kan evolueren. Ratcliff bracht in zijn experiment een nieuwe selectiedruk aan om de samenwerking tussen cellen te testen. Hij verkorte de duur van het experiment zodat gistcellen minder tijd hadden om de bodem van het reageerbuisje te bereiken. Om op tijd op de bodem te zijn moeten de clusters niet te klein zijn (want dan zijn ze niet zwaar genoeg), maar ook niet te groot (want dan groeien ze niet snel genoeg). Ratcliff zag dat sommige cellen in te grote clusters zichzelf opofferen en doodgaan zodat een nieuw dochtercluster gevormd kan worden. Het ultieme bewijs dat de sneeuwvlokachtige gistclusters echte meercelligen zijn.

In het laboratorium van Ratcliff en zijn collega’s zijn inmiddels duizenden generaties van de meercellige gist ingevroren voor toekomstig onderzoek. Want er staan nog veel vragen open. Bijvoorbeeld: als meercelligheid in het lab zo eenvoudig te creëren is, hoe komt het dan dat het in de evolutie maar bij vijfentwintig groepen onafhankelijk is ontstaan? En is een ernstige ziekte als kanker het gevolg van een falende samenwerking tussen de losse cellen in een meercellig organisme? Hopelijk geven de sneeuwvlokachtige gistclusters ons straks de antwoorden.

Bron:

William Ratcliff e.a. Experimental evolution of multicellularity PNAS, 17 januari 2012 (online)

Zie ook:

De evolutie van klontjes (Kennislink gastcolumn)

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 19 januari 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.