|
| |
|
| |
|
|
|
Opgepoetst | 27-7-2019
Virtuele bacterie voorspelt effect gentechnologische ingreep
Dr Marcel Hoefnagel van het Wageningen Centre for Food Sciences bouwt modellen die voorspellen wat er met de stofwisseling van melkzuurbacterien gebeurt als je hun DNA verandert. Zo wil hij van biotechnologen echte technologen maken.
"We noemen ons wel biotechnologen, maar eigenlijk zijn we dat niet", zegt Hoefnagel. "Elektrotechnici kunnen van tevoren uitrekenen wat hun schakelingen zullen doen, maar als wij bacterien modificeren, dan doen we dat eigenlijk intuitief. We kunnen niet van tevoren uitrekenen wat het effect van de ingreep zal zijn." Zijn bacteriemodel moet dat veranderen.
In de virtuele bacterien van de proceskundige kun je genen voor enzymen uit- en aanschakelen, en vervolgens berekenen wat er dan gebeurt met de omzetting van suikers in melkzuur, azijnzuur, alcohol en smaakstoffen. In de april-editie van Microbology beschrijft Hoefnagel hoe zijn modelbacterie aangeeft wat moleculair biologen in melkzuurbacterien moeten veranderen om de aanmaak van smaakstoffen te verhogen.
In het artikel kijkt Hoefnagel naar diacetyl en acetoine, smaakstoffen in boter en kaas. Bacterien maken die maar in kleine hoeveelheden aan, maar de aanmaak stijgt als het organisme door een genetische ingreep het enzym lactaatdehydrogenase niet meer produceert. Het enzym zorgt voor de omzetting van suiker in melkzuur. Zonder het enzym heeft de bacterie meer grondstoffen om smaakstoffen te maken.
Die constatering is niet nieuw. Het uitschakelen van het gen voor lactaatdehydrogenase is een ingreep waarvan onderzoekers al zouden verwachten dat die resultaat zou hebben. "De kracht van het model is dat het aanwijst wat je moet veranderen om het metabolisme te krijgen dat je wilt", zegt Hoefnagel. "Dat hoeft dus niet meer op intuitie te gebeuren."
Technologen gebruiken Hoefnagels model al om de productie van acetaldehyde te voorspellen. Dat is de smaakstof die de yoghurtsmaak veroorzaakt. "In mijn model maakt de versleutelde bacterie van vier procent van zijn suikers azijnzuur. In de realiteit is dat tien procent. Mijn model is dus nog niet perfect."
Weekblad voor Wageningen UR, 18 april 2002.