Gisten determineren met insectenhoofdjes? Het kan. ‘Ooit gaan bierbrouwers hier misschien van profiteren.’
‘Net zoals ik bij de geur van versgebakken brood in de stad mijn neus volg om bij de bakker te komen, gebruiken insecten hun antennes om alcoholproducerende schimmels op te sporen. Alleen zijn insecten er veel beter in: ze zijn afhankelijk van de suikers die schimmels gebruiken tijdens de fermentatie’, vertelt Kevin Peek, biologiestudent bij de Universiteit van Amsterdam. Hij gebruikte dit gegeven om te achterhalen of hij gisten kon determineren met insectenantennes, en schreef daarover afgelopen juli zijn bachelorthesis Insect antennae and their ability to distinguish yeast species using Volatile Organic Compounds . Vergezicht: gisten boven water halen voor nieuwe exotische bieraroma’s.
‘Wanneer een insect de vluchtige organische stoffen van het fermentatieproces waarneemt, binden de geurstoffen zich aan specifieke receptoren van de antenne’, legt Peek uit. ‘Hierdoor komt er een elektrisch signaal op gang richting het brein en de basis van de antenne. In de duur en amplitude van het signaal zit veel variatie; het verschilt per insect en per waargenomen stof. Zodoende zou je op basis van die elektrische signalen moeten kunnen voorspellen van welke schimmel bepaalde geurstoffen afkomstig zijn.
Maar dan moet je die stroompjes wel eerst kunnen meten.’
ONTHOOFD
Het prepareren van de antennes en het verkrijgen van een goed signaal, slokten dan ook het grootste deel van de tijd op van Peeks drie maanden durende stage. ‘Bij de zuidelijke veldkrekel ging het best goed. Dat zijn flinke beesten, dus was het geen probleem om de antennes aan de basis af te snijden en tussen twee elektroden te plaatsen. Maar voor de fruitvlieg Drosophila hydei was dat een stuk lastiger, de antennes zijn maximaal 1 millimeter groot. Uiteindelijk heb ik ze verdoofd met CO2 en met een scalpel onthoofd. Door een micro-elektrode aan het uiteinde van zijn antenne te plaatsen en de ander aan de basis van de kop, bij zijn nekje, lukte het vervolgens een goed signaal te krijgen. Dat heeft me ongeveer een maand gekost.’
Uiteindelijk testte Peek de reactie van insectenantennes op de vluchtige stoffen afkomstig van vier verschillende schimmels, waaronder bakkersgist. Daaruit rolden zogeheten elektroantennogrammen, vergelijkbaar met de uitslagen van een elektro-encefalografie bij mensen.
Die bleken een stuk soortspecifieker dan verwacht. Peek: ‘We dachten aanvankelijk dat het voor de insecten niet veel uit maakt welke gist ze goed kunnen detecteren, maar er blijkt toch sprake van specialisatie voor bepaalde gistgeurtjes.’ Met andere woorden: insectensoorten kunnen anders reageren op eenzelfde gist, en andersom, binnen een insectensoort is de reactie van de antenne afhankelijk van de soort schimmel.
Door de gegevens in een model te gieten, lukte het Peek om bij een elektroantennogram de bijbehorende schimmel te voorspellen. ‘Ooit gaan bierbrouwers hier misschien van profiteren. Op termijn zou je dit soort neurale netwerken bijvoorbeeld kunnen gebruiken om snel gistsoorten te identificeren op basis van de geproduceerde vluchtige organische stoffen. Of je kan ermee in de natuur op zoek gaan naar schimmels die mogelijk interessant zijn de productie van bier of wijn.’
In de aanloop naar het onderzoek overwoog Peek nog een carrière in het bedrijfsleven, en interesseerde hij zich vooral in schimmels. Dat beeld is inmiddels flink bijgesteld. ‘Ja, insecten zijn toch echt interessanter dan schimmels’, zegt hij lachend, ‘dus daar wil ik mee door. En ik weet nu vrijwel zeker dat ik het onderzoek in wil. Niet alles ging van een leien dakje, en voor het verkrijgen van resultaten was het een vrij lang traject van trial-and-error. Maar dat hoort nu eenmaal bij de wetenschap en het geeft extra voldoening wanneer het dan eindelijk toch lukt.’
Stuur je scriptie in
Is jouw masterscriptie, bachelorthesis of profielwerkstuk interessant leesvoer voor je medebiologen? Stuur een mail naar redactie@bionieuws.nl