Onder eukaryoten komen twee sterk verschillende enzymen voor die de eerste stap van de productie van steroïden kunnen katalyseren. Mogelijk moet de tree of life worden hertekend, suggereren Gentse onderzoekers in Nature Microbiology.

Die eerste stap is de epoxidatie van één van de uiteinden van squaleen, een chemisch vrij simpel terpenoïde met dertig koolstofatomen in de keten. Daarvoor zorgt een squaleenepoxidase-enzym, afgekort SQE.

Het vanouds bekende SQE is een flavoproteïne monooxygenase, dat relatief langzaam werkt en zo mede het tempo van de hele steroïdenproductie regelt. Die regeling is essentieel voor het functioneren van een organisme. Bij verreweg de meeste eukaryoten, zeker de meer ontwikkelde soorten, vind je hetzelfde mechanisme. En tot voor kort werd aangenomen dat je hier álle eukaryoten aan kon herkennen, en dat het 2,3 miljard jaar geleden al aanwezig moest zijn geweest in hun laatste gemeenschappelijke voorouder.

Totdat eukaryoten werden gesequenst waarin ERG1, het gen dat codeert voor SQE, niet was te vinden. Dat geldt bijvoorbeeld voor enkele diatomeeën, waaronder Phaedodactylum tricornutum en Thalassiosira pseudonana. Die maken echter wel degelijk steroïden aan, dus ze moeten haast wel alternatieve genen hebben.

Om te achterhalen welke, deden Jacob Pollier, Alain Goossens en collega’s proeven met gistcellen waarin ERG1 kunstmatig was uitgeschakeld. Normaal kunnen die alleen overleven als er steroïden in hun voedingsmedium zitten. In plaats daarvan kregen ze telkens één gen uit P. tricornutum opgediend. Bleven ze in leven, dan hadden ze kennelijk het juiste gen gekregen.

Dat juiste gen blijkt Phatr3_J45494 te heten. Voor de gelegenheid is het omgedoopt tot AltSQE. Het codeert voor een vetzuurhydroxylase dat zich nestelt in het endoplasmatisch reticulum. Heel wat anders dus dan SQE; de aminozuurvolgorde lijkt er niet eens op. Maar het epoxideert wel degelijk squaleen.

Achteraf blijkt AltSQE overal in de tree of life op te duiken als je de moeite doet om er gericht naar te zoeken in eerder opgehelderde genomen. Maar de Vlamingen hebben nog geen enkele soort kunnen vinden met genen voor beide SQE’s tegelijk - alsof die elkaar uitsluiten.

Die boom is gebaseerd op een groot aantal andere genetische kenmerken en zal wel ongeveer kloppen. Maar het is ook niet waarschijnlijk dat identieke AltSQE’s ontstonden op zó veel ver van elkaar verwijderde plekken. Of soorten hebben het gen vrij massaal aan elkaar doorgegeven, óf AltSQE en SQE bestonden oorspronkelijk wel tegelijk in dezelfde verre voorouder. Daarna zou er dan eentje naar keuze moeten zijn weggeraakt wegens overcompleet. Het klinkt allemaal nogal bijzonder, dus wat is er dan wél gebeurd tijdens de evolutie?

Intussen kun je er volgens de onderzoekers wel alvast je voordeel mee doen, bijvoorbeeld als je selectief diatomeeën wilt bestrijden die mosselen vergiftigen met neurotoxines.

bron: Nature Microbiology