De bezoekers van het FENS-forum voor Europese Neurowetenschappen dat momenteel wordt gehouden in Amsterdam worden overladen met alles wat met hersenen te maken heeft. Maar wat doet een 1-cellig organisme als gist op dit hersen-congres…? Prof. Seth Grant van het Wellcome Trust Sanger Institute in Cambridge (UK) beweert dat er overeenkomsten zijn tussen ons brein en gistcellen. Daar moest ik maar eens naar gaan luisteren dan!

Onze miljarden hersencellen (zenuwen) staan allemaal met elkaar in verbinding om signalen te kunnen doorgeven, die onder andere belangrijk zijn om dingen te kunnen onthouden en te leren. De verbindingen tussen onze zenuwcellen, ‘synapsen’ geheten, zijn misschien wel de meest complexe structuren in ons lichaam. Toch zijn er maar zo’n 1500 eiwitten die zich in deze synapsen bevinden. Het lijkt logisch dat alleen organismen met hersenen deze eiwitten hebben, maar uit onderzoek is gebleken dat dat niet zo lijkt te zijn.

Seth Grant en zijn medewerkers onderzochten welke eiwitten precies in de synaps voorkomen. Vervolgens bekeken zij of andere organismen zoals muizen, fruitvliegjes en het eencellige organisme gist ook deze eiwitten hadden. Ze vonden dat zelfs 25% van deze eiwitten ook voorkomen in gistcellen die helemaal geen hersenen hebben. Wat moeten eencelligen dan met deze stoffen?

In gist bleken deze eiwitten functies te hebben die betrokken zijn bij het meest simpele ‘gedrag’ wat we kennen; de mogelijkheid van een organisme om zich aan te passen aan de omgeving. Ook gistcellen vertonen gedrag: zij verplaatsen zich van gebieden met weinig voedsel naar plaasten waar wel voedsel is en hebben een soort ‘geheugen’ voor deze plaatsen. De functie van deze eiwitten in zoogdieren is vergelijkbaar: ze zijn betrokken bij zogenaamd adaptief gedrag, dus het aanpassen aan de omgeving, en bij leergedrag.

Gedurende de evolutie zijn de eiwitten zelf niet echt veranderd, maar zijn het er meer geworden. Hoe meer ontwikkeld het organisme, hoe meer van deze ‘synaps-eiwitten’ het heeft en hoe complexer de synaps is. Dit leidde tot de ontwikkeling van complex gedrag zoals we dat in zoogdieren kennen. Professor Grant gebruikte zelf het voorbeeld van de swiss-army-knife, wat zijn verhaal prima illustreert: het eerste exemplaar is de gistcel, de middelste een fruitvlieg en wij mensen kunnen nog veel meer!

gist"synaps"fruitvlieg-synapshumane synaps