De DNA-volgorde van de penicillineschimmel staat deze week in het Nature Biotechnology. DSM startte het onderzoek vier jaar geleden met partners uit de Verenigde Staten, Spanje, Duitsland en Nederland. TU-hoogleraar Jack Pronk (industriële microbiologie, TNW) is een van de auteurs.
Het is deze maand tachtig jaar geleden dat Sir Alexander Flemming de bacteriedodende werking van penicilline ontdekte. Is dat timing of toeval?
”Dat is toeval. Misschien heeft Nature even gewacht. We zijn namelijk nogal een tijd met de referees in de weer geweest. Maar ik houd het op een gelukkig toeval.”
Gist heeft zesduizend genen, de mens dertigduizend. Hoe ver komt de penicillineschimmel?
”Die zit er met veertienduizend genen tussenin. Het was op voorhand ook wel duidelijk dat het een genoomomvang van deze orde zou zijn.”
DSM heeft vier jaar geleden het initiatief genomen. Heeft dat bedrijf ook het onderzoek betaald?
”Niet het hele onderzoek. Onze inbreng in het onderzoek is betaald vanuit een overheidsprogramma waaraan ook DSM bijdroeg, een voorbeeld van publiekprivate samenwerking dus. We werken al heel lang samen met DSM, ook op het gebied van gist. De eerste hoogleraar microbiologie hier, Beijerinck, kwam eind negentiende eeuw al bij de ‘Gist- en spiritusfabriek’ vandaan, zoals die destijds heette. We hebben met DSM een goede manier gevonden om onderzoek te doen op het grensvlak van universiteit en industrie.”
Wat was de drijfveer voor het onderzoek?
”Penicillium staat model voor de klassieke stamverbetering: een uit de natuur geïsoleerde schimmel is in talloze cycli blootgesteld aan straling of mutatieverwekkende chemicaliën. In elke cyclus is daarbij gezocht naar mutanten die toevallig een hogere productie leveren. Dat proces is sinds de Tweede Wereldoorlog op grote schaal bedreven en dat heeft geleid tot een enorme toename in productie en kwaliteit van penicilline. Een van de doelen van het onderzoek was om uit te vinden wat er in de schimmel verandert waardoor hij zo’n efficiënte fabriek geworden is. Nu het genoom bekend is, zie je door het hele netwerk van de cel heen veranderingen die ertoe geleid hebben dat de productie verbeterd is.”
Wat kan er nu wat voorheen niet kon?
”Variaties op penicilline met chemische groepen die vreemd zijn voor de schimmel, werden vroeger in een apart chemisch proces uitgevoerd. Die kun je, via synthetische biologie, sneller en schoner in het organisme zelf laten maken, maar dat kan niet zonder kennis van het genoom.”
Wat is de wetenschappelijke waarde?
”Het geeft inzicht in de genetische basis van ‘klassieke’ stamverbetering en laat zien hoe jaren van grotendeels empirisch onderzoek hebben geleid tot een superproducent van antibiotica. We zien bovendien hoe plastisch de genomen van micro-organismen zijn: in een halve eeuw is er op DNA-niveau al veel veranderd. Je kijkt als het ware terug in een door de mens versneld evolutieproces. Dat vind ik geweldig leuk. Het is een soort biologische archeologie.”
‘Genome sequencing and analysis of the filamentous fungus Pencillium chrysogenum’, Nature Biotechnology, 28 september 2008.
Comments are closed.