ENGINEERINGNET.BE - Volgens deze theorie kan de ‘reservekopie’ vrijuit evolueren en zo een nieuwe functie verwerven, terwijl het oorspronkelijke gen ervoor zorgt dat de oude functie behouden blijft. Er was echter nog geen direct bewijs hiervoor.
Nu hebben onderzoekers van de TU Delft het evolutionaire mechanisme voor het eerst in werking gezien, in een gistsoort genaamd Saccharomyces pastorianus. Brouwers gebruiken dit voor de productie van pils.
De onderzoekers bestraalden miljoenen gistcellen met UV-licht, zodat hun DNA beschadigde. Hierdoor moesten de cellen veel meer erfelijk materiaal repareren dan normaal, wat de kans op willekeurige mutaties vergrootte.
De micro-organismen kregen tegelijk beperkte hoeveelheden wort als voedsel, een suikerrijke goedje. Dit leverde een strijd om voedsel op.
De gistcellen aten eenvoudige suikers direct op en de maltotriose bleef achter. Hierdoor werd het voor de gistcellen interessant om de mogelijkheid te ontwikkelen om dit grote en complexe suikermolecuul te eten.
“Op een gegeven moment nam de hoeveelheid maltotriose af", zegt onderzoeker Nick Brouwers. "In elk geval één gistcel had dus een manier gevonden om maltotriose op te nemen. Omdat de nazaten van die cel plotseling veel voedsel ter beschikking hadden, verdrongen ze al snel de andere gistcellen."
Bij de gemuteerde cellen was een nieuw gen geëvolueerd dat grote stukken DNA bevatte van drie andere genen, die behoren tot de familie ‘transportgenen’. Het hybride gen maakte, net als de andere transportgenen, een eiwit. Dat eiwit vormt een tunnel in het celmembraan waar de suikermoleculen doorheen worden getransporteerd, de cel in.
Het nieuwe gen was ontstaan door mutaties in gedupliceerde transportergenen. Dit experiment ondersteunt daarom de theorie dat nieuwe genen kunnen evolueren nadat de cel per ongeluk een kopie van een bestaand gen maakt.
De geëvolueerde gistcellen leveren een biertje op dat de exotische smaken van wilde gisten combineert met de frisse smaak van pils. Brouwers: “Zonder genetische modificatie in te zetten en dus probleemloos bruikbaar door de industrie.”
