EXTRA STUKJE DNA HELPT PRODUCTIE TRANSGENE EIWITTEN IN PLANTEN

Een team van Amerikaanse, Duitse en Oekraïense plantenbiotechnologen heeft een veelbelovende methode gevonden om genetische manipulatie van planten efficiënter te maken. Ze ontdekten een nieuw DNA-element afkomstig uit de tabaksplant waarmee het aantal kopieën van een nieuw gen en daarmee de hoeveelheid eiwit die het produceert behoorlijk kan worden vergroot. Dergelijke amplificatie bevorderende sequenties (amplification-promoting sequences, aps) zijn al langer bekend voor dierlijke cellen, en de toepassing daarvan heeft de efficiëntie van de productie van transgene eiwitten flink verhoogd. Nu is dat voor het eerst ook bij planten mogelijk (Nature biotechnology, december).

De onderzoekers identificeerden een stukje ribosomaal DNA uit de tabaksplant dat sterke gelijkenis vertoonde met de bekende muizen-aps muNTS1. Nadat zij dit stukje DNA samen met een gen voor herbicideresistentie in cellen van tabaksplanten brachten, bleek dat er veel meer kopieën van de nieuwe genen werden ingebouwd. Transgene planten met aps en het resistentiegen bleken hogere concentraties bestrijdingsmiddel te kunnen weerstaan dan planten die alleen het kale resistentiegen kregen. Om het effect beter te kwantificeren herhaalden zij het experiment met het gen voor Green Fluorescent Protein, GFP, coderend voor een fluorescerend eiwit. Transgene planten zonder aps bleken 1 à 2 kopieën van het GFP-gen te bevatten, terwijl planten met aps gemiddeld bijna vijf kopieën bevatten. Bovendien bleek dat aps ook de expressie van het naastgelegen GFP-gen stimuleerde. Via welke moleculaire mechanismen aps precies werkt, is nog onbekend. Wel blijkt dat het versterkende effect van aps blijvend is, volgende generaties tabaksplanten erven het extra aantal kopieën gewoon over.

In de praktijk zouden plantenbiotechnologen via de nu gevonden aps-sequentie mogelijk kunnen afrekenen met het verschijnsel van gene silencing, waar transgene gewassen mee kampen. Daarbij leggen moleculaire processen in de plantencel de nieuw ingebrachte genen het zwijgen op. Door nu via aps het aantal kopieën van de ingebrachte genen te verhogen kan dit natuurlijke mechisme wellicht `overstemd' worden.