Delftse onderzoekers ontdekken een gist die niet hoeft te ademen

Hij laat zich nog moeilijk temmen, bij het geringste beetje licht vormt hij gekke slierten. Toch hebben biotechnologen Sanne Wiersma en Jonna Bouwknegt (faculteit Technische Natuurwetenschappen) hoge verwachtingen van de gist Schizosaccharomyces japonicus; misschien is dit wel het toekomstige werkpaard voor alcoholproductie.

Sanne Wiersma: “De gist heeft een gen overgenomen van een bacterie. Ik vind dat fascinerend.” (Foto: Wiersma)

Wat is er zo bijzonder aan?

De vrij onbekende gistsoort, die in fruit en in de sapstromen van planten leeft, blijkt een gen te hebben waarmee hij een voor zijn overleven cruciale stof – een soort equivalent van wat cholesterol voor mensen is – kan maken zonder zuurstof. De onderzoekers publiceerden er deze maand over in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS. Sanne Wiersma legt uit waarom de truc van japonicus zo bijzonder en veelbelovend is. (Lees het interview onder de foto).

Welke meerwaarde heeft deze nieuwe soort? Met bakkersgist Saccharomyces cerevisiae kunnen we toch ook goed uit de voeten? We gebruiken dit organisme voor de productie van wijn, bier, brood en biobrandstoffen.
“De gisten die we nu in de industrie gebruiken, hebben normaal gesproken zuurstof nodig om zich te delen. Het is handig als micro-organismen juist geen adem halen. Ademende micro-organismen produceren CO₂ als bijproduct bij de verbranding van suiker. Daarnaast genereren ze veel warmte, waardoor kosten voor koeling hoog kunnen oplopen.Gisten hebben zuurstof nodig om een belangrijke bouwsteen te produceren: ergosterol, de gist-variant van cholesterol. Deze stof verstevigt de celmembraan. Slechts enkele gistsoorten, waaronder de bakkersgist Saccharomyces cerevisiae, kunnen het molecuul ergosterol opnemen uit hun voeding. Je moet de gisten dus ofwel voorzien van de juiste voeding of vooraf flink beluchten. Het liefst doe je geen van beiden.”

Enter Schizosaccharomyces japonicus.
“Precies. Dit ‘beestje’ trekt zich niets aan van de afwezigheid van zuurstof of ergosterol. Hij is in staat om hopanol te maken, een stof die lijkt op ergosterol en die dezelfde functie vervult.”

Helemaal nieuw is deze ontdekking niet, toch?
“Dat Schizosaccharomyces japonicus kan leven zonder zuurstof is vijftig jaar geleden eens beschreven door een onderzoeker uit Wageningen. Maar deze wetenschapper heeft niet uitgezocht hoe dit mogelijk was. Wij hebben het gen ontdekt dat er voor verantwoordelijk is.”

Dat zal wel een euforisch moment zijn geweest.
“Ik werkte met bacterie-dna waarmee bacteriën hopanol kunnen maken, maar dat ging nog niet zo goed in bakkersgist. Jonna had in een database een gen gevonden waarmee een andere bacterie hopanol kon maken. Toen is ze gaan kijken of in het genoom van Schizosaccharomyces japonicus een vergelijkbare dna-sequentie te vinden was. En dat bleek zo te zijn. Ik weet nog dat ze van blijdschap bij mijn bureau stond te springen. Behalve dat de ontdekking praktische implicaties kan hebben, is het vanuit fundamenteel oogpunt interessant. Het lijkt erop dat de gist een gen heeft overgenomen van een bacterie. Ik vind dat fascinerend.”

En hoe gaat het nu verder met het onderzoek? Met bakkersgist heeft de mens al honderden jaren ervaring. Zeker de afgelopen decennia is dit werkpaard van de bio-industrie genetisch gezien helemaal ge-finetuned.
“Met Schizosaccharomyces japonicus is dat nog niet het geval. De kweek van deze gist wordt bemoeilijkt doordat hij schimmelachtige slierten gaat vormen zodra er licht op hem komt. En de technieken om deze gist genetisch te modificeren zijn nog niet zo ver ontwikkeld. Dus daar moeten we nog aan werken.”

Wat de meeste mensen natuurlijk willen weten is of jullie uiteindelijk ook jullie eigen bier gaan brouwen: japonicus-bier. En hoe dat zal smaken.
Lachend. “Misschien gaan we dat wel doen. Ik ga dat niet ontkennen en niet bevestigen.”