Phytophthora-aanval verder ontrafeld: als een zelfslijpend mes

Een onderzoeksteam van Wageningen University & Research ontdekte vorig jaar al dat de cellen van Phytophthora infestans de aardappelplant aanvallen door de huid van de gastheer open te snijden om binnen te dringen. Maar hoe deze microscopische aanvallers hun wapens slijpen, was nog niet bekend. Dit mysterie is nu ontrafeld. De bevindingen van het multidisciplinaire onderzoeksteam zijn gepresenteerd in het tijdschrift Science Advances.

Ninja-mes

De eencellige waterschimmel beschikt over een intern skelet. De onderzoekers hebben gevonden dat dit celskelet, gevormd uit draadvormige eiwitten, binnen tien seconden de aanraking met de plant kan waarnemen en kan voelen hoe krachtig de tegendruk van het plantenweefsel is. Op basis van deze informatie hergroepeert de cel zijn eiwitten tot een soort ninja-mes met een scherpe punt, waarmee hij het blad opensnijdt.

Dit mechanisme, dat de onderzoekers een mechanostaat noemen, zorgt er tevens voor dat het uiteinde van de buis steeds exact even scherp blijft, als een zelfslijpend mes. Doordat het mes eigenlijk uit eenzelfde soort materiaal bestaat als het plantenweefsel, zou het immers snel bot worden. Door aan het uiteinde van de buis steeds krachtigere kabels van eiwitten te vormen, zorgt de mechanostaat ervoor dat het mes gedurende het snijden steeds scherp genoeg blijft, hebben de onderzoekers vastgesteld.

'Elegantie'

Hoogleraar Joris Sprakel van het Laboratorium voor Biochemie: „Dit is een prachtig voorbeeld van de elegantie waarmee de natuur mechanische processen regelt. Deze micro-organismen hebben uiteraard geen zenuwstelsel waarmee ze aanraking kunnen waarnemen. De tastzin moet dus geprogrammeerd zijn in de moleculen van het cytoskelet.”

De wetenschappers denken inmiddels ook te weten welk eiwit deze mechanische oorlogsvoering van de ziekmakende cellen mogelijk maakt. Sprakel: „Het meest interessante hieraan is dat dit eiwit wel voorkomt in de ziekteverwekkers, maar niet in planten. Dit maakt het dus een ideaal doelwit voor bestrijding.”

Een nieuw onderzoeksproject om dit verder te bestuderen gaat binnenkort van start.