'Helpend' DNA verhoogt slaagkans bij transgene planten

Onderzoekers van het Centrum voor Plantenveredelings- en Reproduktieonderzoek (CPRO) in Wageningen hebben een verbeterde techniek ontwikkeld om vreemde genen in planten in te brengen. Dank zij de techniek komen deze zogeheten transgenen constanter in de plant tot expressie. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift The Plant Cell (maart 1994).

Het maken van transgene planten was tot dusverre in hoge mate een kwestie van toevalstreffers. Wilde men bijvoorbeeld resistentiegenen tegen een bepaald bestrijdingsmiddel inbrengen, dan was de kans dat deze genen op de juiste wijze en in voldoende hoeveelheden tot expressie werden gebracht klein. Dat was een gevolg van het feit dat de genen op elke willekeurige plek in het DNA van de plantegastheer terecht konden komen, met alle kans vandien dat ze daar niet tot expressie konden komen. Plantenveredelaars waren hierdoor gedwongen om eerst een selectieronde toe passen om uit te vinden welke planten het resistentiegen op de juiste manier in hun DNA ingebouwd hadden gekregen. De nieuwe techniek van het CPRO daarentegen verhoogt de slaagkans zeer significant, met een factor dertig.

De onderzoekers bereikten deze verbetering door de in te brengen genen extra stukjes 'helpend DNA' mee te geven, zogeheten matrix-geassocieerde gebieden (MAR's, voor matrix associated regions). MAR's, die het eerst gevonden zijn in dieren, hechten zich aan de matrix- of staketseleiwitten van de chromosomen in de celkern. Ze hebben waarschijnlijk een regulerende functie bij de expressie van genen, die doorgaans vrij liggen op lussen DNA die uit het matrix-eiwit steken. De MAR's markeren de uiteinden van deze DNA-lussen en verankeren ze daarmee aan de matrix-eiwitten.

In hun experimenten brachten de Wageningse onderzoekers een test-gen (voor beta-glucuronidase) in de tabaksplant in. Door de het gen aan beide zijden te voorzien van MAR's uit de kip, zo ontdekten ze, werd de kans dat het gen werd ingebouwd op een plaats waar het werkzaam was 30 maal verhoogd. Met andere woorden: toevoeging van de MAR's maakt transgenen minder gevoelig voor de plek in het DNA van de plant waar ze toevallig terechtkomen.