TABAKSPLANTEN MET BACTERIE-GEN BREKEN EXPLOSIEVEN AF

Een groep Britse onderzoekers heeft genetisch gemanipuleerde tabaksplanten weten te maken die explosieve stoffen als nitroglycerine en TNT afbreken tot onschadelijke producten. Dat melden de onderzoekers in het maandblad Nature Biotechnology (mei 1999).

De genetisch gemanipuleerde planten kunnen van pas komen bij de afbraak van explosief afval op terreinen waar bijvoorbeeld munitie wordt geproduceerd. Zo staan er op de nationale prioriteitenlijst van de Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA) in totaal 22 locaties die ernstig vervuild zijn met afval dat tijdens de productie van munitie vrijkomt. De stof trinitrotolueen (TNT) is al eens aangetroffen in een concentratie van 200 g/kg.

Het opruimen van vervuilingen door planten (phytoremediatie) is geen nieuw idee. Van populieren is bekend dat ze zware metalen of olie uit de bodem opnemen. Koolzaad kan lood aan de bodem onttrekken. En vorig jaar meldden onderzoekers van de University of Maryland dat gekweekte cellen van de suikerbiet nitroglycerine kunnen afbreken (Nature Biotechnology, februari 1998). De kritiek was toen dat de explosieve stof niet volledig wordt afgebroken. Er ontstaan restverbindingen zoals di- en mononitraatglycerol. Een volledige verwijdering van nitraatgroepen werd niet bereikt. Bovendien verliep de afbraak zeer traag, tien keer langzamer dan in bacteriën.

Ook micro-organismen zijn al eerder ingezet bij het opruimen van explosieve stoffen uit de bodem. Maar het nadeel hiervan is dat de vervuilde bodem moet worden opgegraven en behandeld in bioreactoren. Dat maakt het een dure aangelegenheid. Planten bieden in dit opzicht meer perspectief. Ze groeien op de vervuilde bodem zelf en doen, als het goed is, ter plekke hun werk.

De onderzoekers van de University of Cambridge, de University of Edinburgh en de Defence Evaluation and Research Agency in Kent manipuleerden tabaksplanten met een gen uit de bodembacterie Enterobacter cloacae. De bacterie groeit in bodems die vervuild zijn met explosieve stoffen als pentaerythritol-tetranitraat (PETN). De bacterie bezit een speciaal enzym waarmee hij deze verbinding kan afbreken, het zogeheten PETN reductase. De Britten plaatsten het gen voor dit enzym in tabaksplanten. De zaden kwamen tot ontkieming op een bodem die aanzienlijke concentraties TNT en nitroglycerine bevatte. Zaden van normale tabaksplanten bleken ernstig geremd in hun groei. De transgene zaden breken nitroglycerine binnen vier dagen af tot di-nitraatglycerol dat vervolgens binnen een week wordt afgebroken tot mono-nitraatglycerol. Of die verbinding nog verder wordt afgebroken, blijkt niet uit de studie.

Met de snelle ontwikkelingen in de plantengenetica moet het mogelijk zijn enzymen op te sporen die ook andere hardnekkige explosieve verbindingen kunnen afbreken, zo suggereren Brian Hooker en Rodney Skeen van het Pacific Northwest national Laboratory in Richland (Washington) in een commentaar. Door verscheidene genen met elkaar te combineren zou een plant een hele reeks gevaarlijke stoffen onschadelijk kunnen maken.

(Marcel aan de Brugh)