Deze website gebruikt cookies. Als je wilt weten wat dat zijn, en wat voor consequenties dat heeft, klik dan hier. Als je niets van die cookies moet hebben, klik dan hier.

Willem Koert.nl

Nieuw | Over mij | Contact | Blogs

Opgepoetst | 5-8-2018

De petunia knippert met zijn lichten

Een petunia die genetisch is veranderd om licht te geven, blijkt dit allesbehalve gelijkmatig te doen. Lang niet alle cellen zenden evenveel licht uit en de sterkte per cel kan varieren.

Nee, met het blote oog ziet de genetisch veranderde petunia er niet spectaculair uit, geeft dr. Wessel van Leeuwen toe. 'De patronen zijn alleen op de foto zichtbaar', legt hij uit. 'Als je die vijf minuten belicht.'

Van Leeuwen, deze week in Wageningen gepromoveerd, heeft een petunia gemaakt die licht geeft. De cellen van de plant zijn door een genetische ingreep het lichtgevende eiwit luciferase gaan aanmaken. Niet omdat petunia's licht moeten gaan geven, maar omdat licht een gemakkelijk indicator is voor het aanslaan van de genetische aanpassing.

Eigenlijk hadden alle cellen van de plant evenveel licht moeten geven. Maar dat doen ze niet. Sommige stukjes petunia maken veel licht, andere minder. En de stukjes die nu oplichten, zijn straks misschien donker. De cellen van de Wageningse petunia gedragen zich als een verzameling nerveuze knipperlichten.

Voordat er foto's werden genomen van de plant, besprenkelde Van Leeuwen zijn petunia met luciferine. Die stof dringt door tot in de petuniacellen en reageert daar met luciferase, het eiwit dat de petunia door de ingreep is gaan aanmaken. Als luciferine met luciferase reageert, ontstaat licht. Diezelfde reactie leidt ertoe dat vuurvliegjes licht geven.

Dat zijn petunia oplicht, komt doordat Van Leeuwen een stukje DNA van een vuurvliegje bij de plant heeft ingebouwd. Eerst plakte hij het stukje vuurvliegjesgen vast aan een 'promoter', een genetische schakelaar die een gen aan of uit kan zetten. Van Leeuwen haalde zijn promoter uit het bloemkoolmozaiekvirus. Genetici noemen deze schakelaar '35S'. Een organisme dat van nature planten genetisch manipuleert, Agrobacterium, plakte het 35S-luciferase-construct in het DNA van de petunia.

Het bijzondere van de 35S-schakelaar is dat hij altijd aan staat. Als genetisch ingenieurs nieuwe genen in het genoom van een organisme brengen om het een nieuw eiwit te laten aanmaken, gebruiken ze graag schakelaars als 35S. Dan weten ze zeker dat het nieuwe gen zijn werk doet.

Zo niet bij de lichtgevende petunia van Van Leeuwen. In plaats van dat alle cellen altijd dezelfde hoeveelheid luciferase aanmaken, ontstaan er op de foto's patronen van lichte en donkere plekken. Als je zo'n petuniablad zou filmen en versneld zou afdraaien, zou je plekken zien oplichten en weer uitdoven. Sommige plekken lijken nooit licht te worden, andere nooit helemaal donker. Verder is er geen systeem in te ontdekken.

'We hebben gezocht naar verklaringen', vertelt Van Leeuwen. 'Maar die hebben we niet gevonden.' Zo hebben de onderzoekers een lichtgevende petunia gemaakt met een andere promoter, die niet uit een plantenvirus kwam, maar uit een plant: de zandraket. Maar ook daarmee ontstonden dezelfde patronen van donker en licht.

Van Leeuwens begeleider, dr. ir. Sander van der Krol, maakte een genconstruct dat de opdracht gaf extra veel luciferase aan te maken, maar ook daarbij ontstonden de patronen. Het soort promoter was dus niet van invloed.

Dat gold ook voor de plaats waar de bacterie het nieuwe stukje materiaal inbracht. Agrobacterium zette het construct telkens op een andere plaats. Tien populaties petunia's kweekte Van Leeuwen, populaties die het nieuwe materiaal allemaal op een andere plek hadden zitten. Steeds weer traden de patronen op.

'Wat de foto's laten zien is echt', zegt Van Leeuwen. 'We hebben de bladeren in kleine reepjes gesneden en die stroken in luciferine gedompeld. We dachten dat het luciferine misschien niet overal kon doordringen, maar ook dan zagen we de patronen.'

Uiteindelijk keek Van Leeuwen zelfs op moleculair niveau, maar ook dat leverde niets op. De donkere cellen beschikten over voldoende energie, want ze bezaten evenveel van het energiefosfaat ATP als de oplichtende cellen.

Uiteindelijk onderzocht hij zelfs het RNA van de cellen. RNA-moleculen zijn de secretaresses van de cel: ze brengen instructies van het DNA naar de plaatsen waar ze uitgevoerd moeten worden. Analyse van het ATP leerde dat in de donkere plekken het luciferase-gen in het DNA inderdaad op een laag pitje stond. Wat, zegt Van Leeuwen, betekent dat wie een gewas genetisch aanpast om er speciale eiwitten uit te winnen, waarschijnlijk veel meer materiaal nodig heeft dan hij denkt.

Heeft Van Leeuwen een op hol geslagen plant gecreeerd? Nee, beklemtoont hij. Greenpeace was daar wel bang voor. Toen het bericht van zijn promotie verscheen op de website van Wageningen Universiteit, nam de milieuorganisatie contact op met de onderzoekers. Of ze zijn proefschrift konden inzien.

Maar variaties in de aanmaak van allerlei eiwitten bestaan waarschijnlijk in alle planten. Van Leeuwen vond ook variaties in de aanmaak van eiwitten in een tiental natuurlijke genen van de plant, die niet bij het genetisch veranderingsproces waren betrokken. 'Planten zijn complexer dan we dachten. Door deze ingreep kunnen we dat zien. Maar wij hebben deze patronen niet veroorzaakt.'

Volkskrant, 24 maart 2001.

Gemaakt in Kladblok. WordPress is voor mietjes.