Een Wageningse rem op het foute stuifmeel

Een van de problemen bij het telen van genetisch gemodificeerde gewassen is dat transgeen materiaal van de planten ergens terechtkomt waar je het niet wilt hebben....

Traditionele technieken om onbedoelde verspreiding van genen tegen te gaan, zoals het aanhouden van veilige afstanden tussen gewassen, volstaan niet altijd. Zo zijn genen uit mais en koolzaad herhaaldelijk op ongewenste plaatsen opgedoken. Gene flow door stuifmeel is daarvan vaak de oorzaak.

De onderzoeksgroep van dr. Jan-Peter Nap van Wageningen Universiteit heeft een nieuwe methode ontwikkeld om dit probleem beter tegen te gaan: ze zijn erin geslaagd transgene planten niet-transgeen stuifmeel te laten maken. Nap, ook werkzaam bij de Hanzehogeschool Groningen, en collega's uit Slowakije en Nieuw-Zeeland publiceerden hun werk vorige week in het wetenschappelijk tijdschrift Plant Biotechnology Journal.

De aanpak maakt gebruik van geavanceerde technieken om stukken dna heel precies weer uit planten weg te halen met behulp van recombinase-enzymen. Deze enzymen zijn in staat dna tussen speciale herkenningsplaatsen (ook stukjes dna) te verwijderen in een soort knip- en plak-procedure.

In dit geval kreeg een tabaksplant een bijzonder setje nieuwe genen. Dat ‘transgene construct’ bevatte naast het gen voor de gewenste eigenschap (in dit geval voor een extra kleurtje) en een merkergen (voor selectie) een gen voor de aanmaak van recombinase met een speciale promoter. Een promoter is een stuk dna dat werkt als een genetische schakelaar. De speciale promoter was ook afkomstig van de tabaksplant en eerder in Wageningen geïsoleerd. Rond het gehele construct zaten ten slotte ook nog twee herkenningspunten voor het recombinase-enzym.

Het bijzondere van de gebruikte schakelaar is dat hij alleen aan gaat als de plant in bloei komt en stuifmeelkorrels gaat aanmaken. Dan zet de schakelaar in de nieuwe pollenkorrels het recombinasegen in werking. Het gevormde recombinase knipt vervolgens alle dna en dus alle transgenen tussen de herkenningspunten weg, inclusief de promoter en zijn eigen gen. Het stuifmeel bevat dan geen vreemd dna meer, alsof de plant nooit gemodificeerd is geweest. Van de duizenden transgene baseparen resteert nog slechts één herkenningspunt van 34 baseparen.

Drempelnorm

Bij laboratoriumproeven bleek dat de techniek prima werkt. Nog maar twee van 16.800 onderzochte zaden bleken transgeen materiaal te bevatten, ofwel 0,024 procent. ‘Of 0,024 procent vanuit een oogpunt van ongewenste verspreiding te verwaarlozen is, is een punt van discussie’, zegt Nap. ‘Maar het is in elk geval veel lager dan de Europese drempelnorm voor de etikettering van genetisch gemodificeerd materiaal van 0,9 procent.’

Ook onder stress, in dit geval hitte, werkte het recombinasesysteem nog naar behoren: er werd geen transgeen stuifmeel gevormd. ‘De promoter werd ook onder deze extreme omstandigheden op het goede moment actief. Het systeem lijkt erg robuust’, aldus Nap.

Het bijzondere van de aanpak is dat hij ‘stuifmeelspecifiek’ is. De plant behoudt zijn transgene eigenschappen omdat de schakelaar alleen werkt als de plant zich via stuifmeel gaat voortplanten. Bovendien haalt hij alle vreemde genen weg, inclusief zichzelf. Er is geen externe stimulans voor nodig, zoals bespuiting met een chemische stof. Het systeem is onderdeel geworden van de biologie van de plant. De plant maakt als het ware zichzelf ‘schoon’, en daarmee is het een elegante oplossing. ‘Veel netter kun je het niet maken’, vindt Nap. ‘Niet modificeren is volgens tegenstanders ongetwijfeld beter, maar dan heb je ook de voordelen van de transgene plant niet.’

De nieuwe Wageningse aanpak lijkt wel wat op een omstreden toepassing van Genetic Use Restriction Technology (GURT) die bekend staat als de terminator-technologie. Daarbij werden in een gewas genen ingebouwd die ervoor zorgden dat de zaden die de plant vormt, niet meer kunnen kiemen.

Voor producenten als Monsanto leek dit een mooie manier om hun investeringen sneller terug te verdienen. Boeren zouden geen eigen zaaigoed meer kunnen produceren en moesten dus elk jaar opnieuw komen inkopen. Vooral boeren in de Derde Wereld, die vaak (illegaal) hun eigen zaaigoed kweken, zouden zo op hogere kosten worden gejaagd. Na wereldwijde protesten is de technologie in 1999 niet in productie genomen.

Hoewel de terminator-technologie bedoeld was om de producenten te beschermen en niet het milieu, was het voor dat laatste eigenlijk een heel mooie en effectieve oplossing, meent Nap. ‘De terminator-techniek heeft echter zo’n slechte pers gehad dat niemand er nog wat mee durfde. Maar onze nieuwe benadering lost het grootste bezwaar op: de zaden zullen gewoon kiemen, dus boeren kunnen hun eigen zaadgoed telen, al zou dat illegaal kunnen zijn’.

Nap is zelf de eerste om de beperkingen van zijn techniek te benadrukken. De promoter werkt bij de tabaksplant en bij de zandraket (Arabidopsis), een modelplant. Of hij ook voor andere planten geschikt is, moet nog blijken.

Maar er is meer. Het stuifmeel is dan wel vrij van vreemde genen, de moederplant en de zaden zijn dat niet. In die zin biedt het systeem geen absolute bescherming tegen ongewenste verspreiding. Nap: ‘Als konijnen wat zaad verslepen of iemand graaft een plant uit en neemt hem mee, blijft verspreiding mogelijk. Onze techniek reduceert de kans fors, maar niet tot nul.'

Dat is ook de reden dat Nap denkt dat Greenpeace en andere critici van genetische modificatie niet tevreden zullen zijn. ‘De pollen bevatten nog altijd 34 vreemde baseparen. En het blijven natuurlijk transgene planten en zaden.’

Onvoorspelbaar

Een woordvoerder van Greenpeace meldt overigens blij te zijn met elke inperking van de verspreiding van transgene pollen. ‘Het is echter geen oplossing voor het wezenlijke probleem: het transgene gewas op het veld en de onvoorspelbare wijze waarop het in wisselwerking staan met zijn omgeving.’

Een andere beperking, zegt Nap, is een economische. Met de stuifmeeltechniek is het lastiger een veredelingslijn te handhaven, omdat de pollen de gewenste transgene eigenschap kwijt zijn. ‘Transgene planten zijn altijd hemizygoot: ze hebben maar één kopie van het ingebrachte gen. Om ze tot homozygoot te veredelen, heb je echter transgeen stuifmeel nodig, en dat is er niet. De zaden zijn dus deels transgeen en deels niet. Veredeling en zaadproductie vergen daarom extra handelingen en dus kosten.’

Als het zaad door deze techniek te duur wordt, zal niemand het gebruiken. Anders ligt dat als de meerwaarde van de gewenste extra eigenschap erg groot is, zegt Nap. ‘Denk aan transgene planten die als moleculaire fabriekjes medicijnen aanmaken. Zulke molecular pharming zou een heel interessante toepassing van onze techniek kunnen zijn. Voor zulke teelt is ongewenste vermenging van genen een kostbaar productierisico, ook als je alleen in kassen zou telen.’

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 de Persgroep Nederland B.V. - alle rechten voorbehouden