Gen uit gist selecteert transgene planten negatief of positief

Een nieuw ontdekt selectiegen kan transgene planten doden of juist laten overleven temidden van niet-genetisch gemodificeerde planten. Zweedse biotechnologen van het Umeå Plant Science Center, haalden het gen uit de gist Rhodotorula gracilis en brachten het over naar het modelplantje Arabidopsis thaliana, de zandraket. Afhankelijk van bepaalde toegediende stoffen overleven transgene planten met dit gen of gaan zij juist dood. De Zweden zien in het nieuwe gen een goede kandidaat voor de vervanging van de nu veel gebruikte antibioticum- en herbicide-resistentiegenen, waar de Europese Unie eigenlijk vanaf wil (Nature Biotechnology, online, 21 maart).

Het gistgen dat de Zweden hebben gevonden, bevat de code voor het enzym D-aminozuur-oxidase (DAAO). Dit enzym zet zogeheten D-aminozuren om in secundaire stoffen. De meeste aminozuren in de natuur komen voor in de L-vorm, de D-vorm is de gespiegelde variant.

De aminozuren D-alanine en D-serine zijn giftig voor planten. Het DAAO zet deze stoffen om in niet-giftige verbindingen. Planten waarin DAAO is ingebouwd blijven zo leven terwijl niet-transgene planten het loodje leggen. De selectie van genetisch gemodificeerde planten is in de laboratoriumfase noodzakelijk, om op een goedkope wijze de planten eruit te kunnen pikken waarin de gewenste genen goed zijn ingebouwd. Het selectiegen wordt daartoe gekoppeld aan de genen die men wil overbrengen naar de plant. Alle planten die na een behandeling blijven leven bevatten dan gegarandeerd de gewenste genen.

Het bijzondere van de DAAO-gen ten opzichte van gangbare selectiegenen (marker genes) is dat het ook andersom werkt. Als de matig giftige aminozuren D-isoleucine of D-valine aan de transgene planten worden toegediend, dan zet DAAO deze om in respectievelijk 3-methyl-2-oxopentanoaat en 3-methyl-2-oxobutanoaat, twee giftige ketonzuren die de plant doden. Zo kan met DAAO dus zowel een positieve als een negatieve selectie worden uitgevoerd op genetisch gemodificeerde planten. In beide gevallen werkte de selectie snel en volledig, zo rapporteren de onderzoekers. Momenteel onderzoeken zij of de techniek ook te gebruiken is om ongewenste uitkruisingen van genetisch gemodificeerde gewassen op te ruimen.

Het DAAO-selectiegen zou ten slotte de tot voor kort veelgebruikte antibioticumresistentiegenen kunnen vervangen.