Spiereiwit helpt schimmels te overleven in een suikeroplossing

Eenvoudige organismen die geen beschermende huid hebben en ook geen stevige celwand bezitten, zoals planten, kampen met een moeilijkheid. Als ze terechtkomen in een zoute of zoete omgeving trekt het zout of de suiker water uit hun cellen aan. Deze zogeheten osmotische stress kan zo ernstig zijn, dat het organisme binnen een uur is geslonken tot een armzalig uitgedroogd restje.

Biochemici van de Universiteit van Groningen en het Max-Planck-Institut in Martinsried (Duitsland) ontdekten hoe de schimmel Dictyostelium discoideum zich tegen dit weglekken van water beschermt (Science 12 jan.). De schimmel gebruikt hiervoor het bekende eiwit myosine. Myosine is in de vorm van lange vezels een van de belangrijkste bouwstenen van spieren bij zoogdieren. Samen met actine maakt het 55 procent uit van onze spiereiwitten. Het was al wel bekend dat samentrekkende actine- en myosine-vezels ook bij schimmels zorgen voor celbewegingen, maar niet dat myosine zo'n belangrijke rol speelt bij osmotische stress.

De clou is dat in een zoute of zoete omgeving het myosine-eiwit in de schimmelcel verhuist en met actine een beschermende dubbelwand vormt. Onder de fluorescentie-microscoop zagen de onderzoekers hoe de schimmelcellen gewoonlijk uiterst beweeglijk zijn en voortdurend pseudopootjes uitsteken die - net als spieren - zowel actine- als myosine-vezels bevatten. Tien minuten in een suikeroplossing is voor de cellen echter al genoeg om tot de helft te slinken en bolvormig en rigide te worden. Wat dan opvalt is de dubbele laag: de cellen hebben in plaats van beweeglijke pseudopootjes breed afgeplatte, stijve uitstupsels met alleen actine. Net daaronder zit een laag myosine.

De verhuizing van myosine wordt in gang gezet door het eiwit chemisch iets te veranderen. Tussen de duizenden aminozuren heeft het ergens drie aminozuren, threonines geheten, waaraan een fosfaatgroep kan worden gehangen. Als dit gebeurt is binding aan andere myosine-eiwitten geblokkeerd en kunnen ze samen geen lange vezels meer vormen. De schimmel breekt dus eigenlijk zijn beweegapparaat af om eiwitten te recruteren voor een beschermingslaag.