Diversiteit in koloniegrootte maakt schimmel stressbestendiger en effectiever

Doordat de schimmel Aspergillus niger in kolonies van verschillende groottes groeit, is deze effectiever in het afbreken van cellulose en beter bestand tegen stress, aldus Universiteit Utrecht.

Trefwoorden: #enzyme, #schimmel

Lees verder

research

( Foto: Universiteit Utrecht )

ENGINEERINGNET.BE - Aspergillus niger scheidt een grote verscheidenheid aan stoffen uit, waaronder zuren en eiwitten, die hem in staat stellen om het materiaal waarop hij leeft af te breken en op te nemen. Daarom wordt hij veel gebruikt voor het industrieel vervaardigen van bijvoorbeeld enzymen die betrokken zijn bij chemische reacties.

De schimmel maakt sporen die via de lucht, insecten of waterdruppels op nieuwe voedselbronnen terechtkomen. Wanneer zo’n spore kiemt, groeien er schimmeldraden uit. Op een vaste ondergrond kunnen deze draden uitgroeien tot kolonies van enkele centimeters. Bij de grotere kolonies is er een onderscheid te zien tussen een centraal gebied en een buitenring.

Wanneer de schimmel in een vloeistof wordt gekweekt, blijven de kolonies kleiner. Soms beperkt tot alleen een kleine kluwen van schimmeldraden. 

Microbioloog Han Wösten van UUtrecht: “Het viel ons op dat een deel van de sporen in een vloeistof aan elkaar plakt, terwijl een ander deel niet samen klontert. De sporen die aan elkaar plakken, groeien uit tot grotere kolonies. Wij gingen ons toen afvragen waarom het zo is dat maar een deel van de sporen samen klontert.”

De onderzoekers groeiden de schimmel gecontroleerd uit tot kolonies van verschillende groottes. Dat deden ze door de schimmel voor langere of kortere tijd te laten groeien in een soort capsule.

Vervolgens analyseerden de onderzoekers hoeveel en welke enzymen de kolonies van verschillende grootte produceerden. Wösten: "Grote kolonies scheiden kleinere hoeveelheden enzymen, en minder verschillende, uit dan de kleintjes. Maar de groten produceerden wel bepaalde enzymen die de kleintjes niet uitscheidden.”

Daarna combineerden de onderzoekers de enzymen van grote en kleine kolonies. Ze bekeken hoe goed het mengsel was in het afbreken van cellulose. Ze ontdekten dat het gecombineerde enzymenmengsel de cellulose sneller afbrak.

De microbiologen kwamen er ook achter dat grotere kolonies beter bestand zijn tegen hitte dan kleine. De buitenste ring van grotere kolonies beschermt het binnenste gedeelte. Samen zijn de kolonies van verschillende groottes dus sterker. De kleintjes voeden de groten en de groten vergroten de overlevingskans.

Wösten: “Als je maar één enzym wilt hebben, dan kun je voor alleen kleine kolonies gaan. Die zijn immers hoogproductief. Maar als je massa wilt afbreken, zoals bij de productie van bio-ethanol, dan is het gunstig om juist die variatie te hebben, omdat de afbraak dan efficiënter is.”

Op de foto boven: De schimmel groeit op dood organisch materiaal (A) en vormt daar sporen (B). Wanneer deze sporen in een vloeistof belanden (C), klonteren sommige sporen samen en andere niet. Zo ontstaan er grote en kleine kolonies.