Forscher erklären, wie Pilze Hunderte von Jahren überleben können, ohne an Krebs zu erkranken

Das Krebsrisiko steigt mit jeder Zellteilung. Daher ist zu erwarten, dass langlebige Arten wie Elefanten häufiger an Krebs erkranken als kurzlebige Arten wie Mäuse. Im Jahr 1975 entdeckte Richard Peto jedoch, dass dies nicht der Fall ist und dass es zwischen den Tierarten nur sehr geringe Unterschiede im lebenslangen Krebsrisiko gibt. Dies ist als Petos Paradoxon bekannt.

In einer neuen Veröffentlichung schlagen drei Forscher der Wageningen University & Research (WUR) eine Hypothese vor, um die Variation des Krebsrisikos bei Pilzen zu erklären. Einige Pilze scheinen eine spezielle Art der Zellteilung einzusetzen, um die Selektion eigennütziger Mutationen zu verhindern und so das Krebsrisiko drastisch zu senken. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift veröffentlicht Rezensionen zu Mikrobiologie und Molekularbiologie.

Petos Paradox lässt sich durch die strengeren Antikrebsmechanismen erklären, die langlebige Arten im Vergleich zu kurzlebigen Arten haben. Diese Theorie gilt für Tiere, die Krebs entwickeln, wenn sich schnell teilende mutierte Zellen die Fitness des Tieres beeinträchtigen. WUR-Forscher hatten zuvor herausgefunden, dass sich in Pilznetzwerken eine Art „Kernkrebs“ entwickeln kann.

„In Pilzmyzelien – dem unterirdischen Netzwerk aus Pilzfilamenten – können Mutationen auftreten, die dem Kern im Myzel einen Wettbewerbsvorteil verschaffen“, erklärt Duur Aanen, einer der beteiligten Forscher. „Da diese Mutationen innerhalb des Myzels selektiert werden, aber die Fitness des Myzels als Ganzes beeinträchtigen, kann man sie als eine Art ‚Kernkrebs‘ betrachten.“

Klemmverbindung bei Pilzen

In ihrer Veröffentlichung argumentieren die WUR-Forscher (Aanen und seine Kollegen Anouk van ‚t Padje und Ben Auxier), dass langlebige, langsam wachsende Pilze, wie z. B. feenringbildende Arten, die Hunderte von Jahren leben können, über Mechanismen verfügen müssen die das Risiko solcher Kernkrebserkrankungen verringern.

Arten, die normalerweise schnell wachsen, aber nur ein kurzes Leben haben, benötigen einen solchen Mechanismus nicht. Tatsächlich neigen diese Arten dazu, Kernkrebs zu entwickeln, wenn man sie länger im Labor kultiviert, als sie normalerweise unter natürlichen Bedingungen wachsen würden. Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass die ausgewählten Mutanten ausnahmslos die Fähigkeit zur Fusion als Pilzfilamente (Hyphen) verloren hatten und dass dieser Fusionsverlust für den Wettbewerbsvorteil des Pilzmyzels verantwortlich war.

Den Forschern zufolge ist der Mechanismus, der bei langlebigen Arten für die Resistenz gegen solche Mutanten verantwortlich ist, die Klemmverbindung. Diese Struktur kommt nur bei pilzbildenden Pilzen vor und ihre Funktion konnte bisher nicht zufriedenstellend erklärt werden.

Bei pilzbildenden Pilzen entsteht bei der Zellteilung eines Myzels eine Klemmverbindung. Dieses Myzel wird Dikaryon genannt, weil die Zellen zwei genetisch unterschiedliche haploide Kerne haben (haploide Zellen enthalten nur eine Kopie jedes Chromosoms). Wenn sich eine Endzelle teilt, macht einer der beiden Kerne einen „Umweg“ zur Tochterzelle, indem er zunächst zu einer temporären Nebenzelle wandert, die später mit der Tochterzelle verschmilzt. Nach der Fusion bleibt diese Seitenzelle als Klemmverbindung sichtbar.

„Wenn die Zelle nicht verschmelzen kann, bedeutet das eine Sackgasse für die Zelle und damit das Ende ihres Zellkerns“, erklärt Aanen. „Meine Kollegen und ich haben jetzt eine neue Hypothese aufgestellt: dass die Fusion der Klemmverbindung ein Testmoment für einen der haploiden Kerne ist. Da unsere früheren Untersuchungen gezeigt haben, dass der Verlust der Fusion der Hauptweg zu Kernkrebs ist, haben wir das angenommen.“ Die Klemmverbindung fungiert als Screening-Gerät für die Qualität des Zellkerns, wobei sich beide Kerne kontinuierlich gegenseitig auf ihre Fähigkeit zur Fusion testen, ein Test, den Kerne mit Mutationen in Fusionsgenen nicht bestehen. Wir argumentieren daher, dass Myzelien ein konstantes und geringes Risiko haben von Kernkrebserkrankungen, unabhängig von ihrer Größe und Lebensdauer.“