Jong geleerd Erik Beijen doet onderzoek naar het immuunsysteem van schimmels. Hoe verdedigen zij zich tegen bacteriën en andere schimmels? „Er zit dus iets van een remmende factor in.”
Wie champignons zoekt in de supermarkt, loopt als vanzelfsprekend naar het groentenvak. „Maar eigenlijk is dat geen logische plek”, zegt onderzoeker Erik Beijen (34). Paddestoelen zijn geen groente, ze behoren tot de schimmels, en die „zitten op de evolutionaire schaal tussen planten en dieren in”, legt Beijen uit. „Ze lijken genetisch gezien veel meer, echt véél meer, op mensen dan planten dat doen.”
Toch is de schimmel als verwante levensvorm weinig geliefd, stelt Beijen. „Niemand op straat weet wat schimmels zijn. Het klinkt voor de meeste mensen vies, het is de underdog.” Juist daarom koos Beijen fungi, zoals het rijk der schimmels heet, als zijn onderzoeksgebied. Hij onderzocht het immuunsysteem van schimmels, hoe ze zich verweren tegen andere schimmels en bacteriën. Afgelopen zomer verdedigde hij zijn proefschrift aan de Universiteit Utrecht.
In de toekomst zou zijn onderzoek een verschil kunnen maken in de champignonteelt, waar vreemde schimmels nu nog een groot deel van de oogst in één keer kunnen wegvagen. Maar die toekomst is ver weg, het onderzoek van Beijen is een fundamentele eerste stap die nog niet eerder was gezet. Ook in de wetenschap hadden schimmels in het verleden niet altijd de grootste belangstelling.
Beijen haalt een petrischaal tevoorschijn. In het vierkante glazen bakje ligt stralend wit dons, waar kleine paddestoelachtige kopjes in een imperfecte cirkel uitsteken. „Dit is onze lab-rat”, zegt Beijen. „Eigenlijk heet die Schizophyllum commune. In het Nederlands is dat het waaiertje.”
Het waaiertje is een bijzonder onopvallende paddestoel, de meeste mensen hebben hem weleens gezien. „Het is één van de weinige schimmelsoorten die overal ter wereld voorkomen, tot en met de gletsjers op Antarctica”, zegt Beijen. Het waaiertje heeft zich zo goed kunnen verspreiden omdat hij, in tegenstelling tot de meeste schimmels, niet kieskeurig is. „Een schimmel die hier in het bos groeit”, Beijen wijst uit het raam op het Utrechtse Amelisweerd, „die kan dertig kilometer verderop in Amsterdam misschien niet groeien omdat die daar niet de juiste voedingsbodem heeft.”
Het waaiertje kan dat wel, die vormt zelfs paddestoelen op een petrischaaltje in het lab. „En nog snel ook. Deze heb ik tien dagen geleden op de plaat gezet”, zegt Beijen wijzend op de witte donswolk. Daarom is het waaiertje al decennia het onderzoeksobject naar keuze van de schimmelonderzoekers aan de universiteit. „Al had het misschien ook elke andere relatief makkelijk groeiende schimmel kunnen zijn. Maar ja, zo is dat, zo is dat waarschijnlijk met de lab-rat ook gegroeid.”
Beijen legt weer een petrischaal op tafel. In de linkerhoek staat het herkenbare witte dons, rechts ligt een kleinere platte schijf met een lichtpaarse kring: de Purpureocillium lilacinum. Die laatste is komen „aanwaaien”, hij verscheen tijdens het onderzoek onuitgenodigd op een petrischaal in het lab. Het waaiertje vertoonde zo’n duidelijke reactie op de indringer, dat Beijen besloot om hem in zijn onderzoek op te nemen.
In de petrischaal op tafel heeft het waaiertje een duidelijke grens opgetrokken, waar de tegenstander niet voorbij kwam. Het waaiertje is nog precies even wit en donzig. „Je kan met het ongetrainde oog ook wel zien dat die er gezond uitziet. Maar hij merkt wel dat de ander er is, want die wordt gestopt. Er zit dus iets van een remmende factor in.” In totaal liet Beijen liet vier „competitors” op het waaiertje los en keek telkens hoe dat zich verweerde.
In een volgende stap van het onderzoek zag hij welke genen van het waaiertje actief werden, als een tegenstander in de buurt kwam. Die genen spelen mogelijk een rol in de verdediging. Met crispr-cas, een techniek om dna te knippen en plakken, verwijderde hij die geactiveerde genen uit het profiel. „Ik zie het dna altijd voor me als een toren van legostenen van verschillende kleuren”, zegt Beijen. „En wij kunnen dus één zo’n kleurtje, een gen, ertussenuit halen en kijken of die toren nog steeds stabiel is.”
Beijen plaatste het genetisch gemodificeerde waaiertje weer in de linkerhoek, de aangewaaide tegenstander in de ander. Dit keer werd het waaiertje compleet overrompeld. In de petrischaal die Beijen op tafel legt is het witte dons uiteengevallen en heeft het een groene waas gekregen. „Hij is gekoloniseerd”, zegt Beijen. „Blijkbaar speelden de uitgeschakelde genen een rol in de verdediging.”
De genen die Beijen in dit onderzoek heeft uitgeschakeld, zijn zogenoemde transcriptiefactoren die op hun beurt weer een grote groep andere genen aansturen. Welk van die onderliggende genen precies verantwoordelijk is voor de immuunreactie weet hij dus nog niet. Dat is een groot verschil met het menselijke immuunsysteem, waar onderzoekers al veel meer van begrijpen. „Als ik mijn resultaten zou laten zien aan iemand die hier in het ziekenhuis werkt, dan lacht die zich rot. Die zegt: hier waren wij dertig of veertig jaar geleden al.”
Dat maakt schimmels voor Beijen juist een aantrekkelijk onderzoeksgebied. „Al dit soort laaghangend fruit is nog allemaal beschikbaar.” Bovendien maken fungi ook in de maatschappij een opleving door. Schimmels zijn „booming”, zegt Beijen. „Als vleesvervanger bijvoorbeeld. Er worden veel eiwitten gemaakt met schimmels. Die eiwitten noemen ze ‘hoogwaardig’, omdat ze veel lijken op de eiwitten in vlees.”
In volgend onderzoek wil Beijen zich richten op het afweersysteem van de champignon. „De champignonteelt is groot in Nederland. In Europa zijn we na Polen volgens mij de grootste producent.” Hij schuift een petrischaal naar voren waarin een andere tegenstander uit zijn onderzoek groeit: de Trichoderma. „Als je deze op een boerderij in Limburg introduceert, dan kan het zo maar zijn dat je 10 tot 20 procent van je veld moet wegkappen.”
De telers zijn daarom „als de dood voor ziekmakers”, zegt Beijen. „Als je langsgaat moet je door een complete wasstraat. Dat is ook eigenlijk het belangrijkste wat je kan doen, zorgen dat het niet binnenkomt.”
In de toekomst zijn champignonsoorten hopelijk beter bestand tegen dit soort indringers. „Ik denk dat we nooit een 100 procent resistente schimmel kunnen ontwikkelen, maar als je bijvoorbeeld van een verlies van 10 procent naar 1 procent zou kunnen gaan, dan is dat al pure winst natuurlijk.”
In Europa zou zo’n innovatie wel tegen strenge regels voor genetisch gemodificeerd voedsel aanlopen, erkent Beijen. „Het gekke is: door middel van kruisen, selecteren en muteren met uv-licht kan je hetzelfde effect bereiken. Maar dat is ongericht, dus het duurt veel langer.”
Voorlopig is er van zo’n onverwoestbare champignon überhaupt nog geen sprake, het onderzoek van Beijen heeft geen directe toepassing. „Dat is het mooie aan hoe ons systeem nu nog werkt: dat hier toch geld voor wordt vrijgemaakt”, zegt Beijen. „Er moet altijd iets van een maatschappelijke connectie zijn, dat vind ik ook belangrijk. Maar het moet ook mogelijk zijn dat je dingen onderzoekt om erachter te komen, puur uit nieuwsgierigheid.”
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin
NIEUW: Geef dit artikel cadeauAls NRC-abonnee kun je elke maand 10 artikelen cadeau geven aan iemand zonder NRC-abonnement. De ontvanger kan het artikel direct lezen, zonder betaalmuur.
Source: NRC