Er zijn een aantal puzzels over het begin van het leven op aarde die wetenschappers blijven ontwijken. Een daarvan was een vrij fundamentele vraag over hoe het leven de sprong maakte van eencellige organismen naar de meercellig wonderen die we tegenwoordig kennen. Onderzoeker Will Ratcliff bij de universiteit van Minnesota wilde kijken hoe dat proces heeft kunnen verlopen en ontdekte dat het misschien toch niet zo'n grote sprong was geweest.
Gebruik makend van Saccharomyces cerevisiae , ook gekend als biergist (of nog dieper, het spul dat brood en bier doet werken), ontwierp Ratcliff een vrij eenvoudig experiment. Gist, een eencellige schimmel, kan meercellige kolonies vormen zoals schimmels. In zijn experiment plaatste Ratcliff gistcellen in een zeer voedzaam medium om te groeien. Vervolgens plaatste hij reageerbuisjes vol met de groeiende gist in een centrifugeren.
Door de draaiende werking van de centrifuge scheidde de gist zich, met de zwaardere meercellige clusters aan de onderkant en lichtere enkele cellen aan de bovenkant. Het team van Ratcliff heeft de eencellige gist afgeroomd, de meercellige kolonies overgebracht naar het verse groeimedium en het proces herhaald. Dit duurde 60 dagen en in die korte tijd zag Ratcliff een dramatische verandering.
In plaats van kleine kolonies en afzonderlijke cellen begon de gist grote, complexe groepen te vormen. Deze mozaïeken van honderden cellen waren ook niet zomaar willekeurig. Het waren clusters van genetisch verwante cellen die na deling vast bleven zitten. Nog opwindender merkte Ratcliff op dat zodra de clusters een kritieke grootte hadden bereikt, de cellen zouden beginnen af te sterven en de cluster uiteen zou vallen.
Dit proces van celdood - genaamd apoptose — brak de kolonie in kleinere stukken die bleven groeien. In feite stimuleerde het uiteenvallen van de kolonies nieuwe kolonies, als een vorm van voortplanting. De Nationale Wetenschaps Instituut citeert Ratcliff die zegt dat dit proces een essentiële observatie is:
Een cluster alleen is niet meercellig, zegt Ratcliff. Maar wanneer cellen in een cluster samenwerken, offers brengen voor het algemeen welzijn en zich aanpassen aan verandering, is dat een evolutionaire overgang naar meercelligheid.
Het verrassend eenvoudige experiment van Ratcliff zou kunnen suggereren dat het proces om meercelligheid te bereiken veel gemakkelijker is dan eerder werd gedacht. Zijn werk kan echter ook praktische toepassing hebben. Met behulp van zijn record van meercellige gist, is hij van plan te onderzoeken welke aanpassingen ervoor zorgen dat de afzonderlijke cellen coöperatief meercellig worden. Het identificeren van een gen dat dit gedrag mogelijk maakt, kan bijvoorbeeld worden gebruikt om kanker beter te begrijpen.
Afgezien van toekomstig onderzoek hebben Ratcliff en zijn team al opmerkelijke resultaten behaald. Hun werk heeft licht geworpen op een cruciaal keerpunt in de geschiedenis van al het leven op deze planeet.
( Nationale Wetenschaps Instituut via Universum vandaag , afbeelding tegoed Will Ratcliff en Mike Travisano)
- Enorme eencellige organismen mijlen onder de oceaan gevonden
- Het grootste virus ter wereld heeft een toepasselijke naam
- Met Coelacanth gaat het prima, heel erg bedankt
- Levende nanodraad gekweekt uit bacteriën
