Plastiden zoals mitochnodriën en chloroplasten zijn door de voorouders van onze huidige planten handig gejat tijdens de evolutie. Deze eukaryoten namen eencellige prokaryoten op die vervolgens veranderden in functionele celonderdelen. Het grootste gedeelte van de plastide-genen werd tijdens dat proces naar de celkern overgebracht, waarbij de expressie bewaard bleef. De genoverdracht van plastide naar celkern vindt nog nog steeds plaats, blijkt uit een studie van de Australische geneticus Jeremy Timmis (Nature, 6 maart 2003).

Timmis heeft een schatting gemaakt van de snelheid van genoverdracht bij genetisch gemodificeerde tabak. Hij bouwde in de chloroplasten een construct in met het gen neo, coderend voor kanamycineresistentie. De flankerende promotor-sequentie die gebruikt werd was van een eukaryoot type, waardoor het gen niet tot expressie kon komen in de van oorsprong prokaryote plastide, maar wel in de eukaryote celkern. Bij één op de 16.000 zaailingen met de gemodificeerde chloroplasten werd kanamycineresistentie, dus genoverdracht, vastgesteld. Moleculaire analyse bevestigde dit.

Genen inbrengen in plastiden lijkt minder risicoloos dan gedacht. Maarten Koornneef, Wagenings geneticus: ‘Deze techniek is ontwikkeld toen BT-toxine uit gemodificeerd maïs-pollen onschuldige rupsen bleek te doden. Het grote voordeel ervan leek dat vreemde genen in een plant tot expressie gebracht konden worden, zonder dat ze via het pollen verspreid konden worden. Plastiden komen niet in pollenkorrels voor.’ Wel is het zo dat vaak genen ingebouwd worden met een prokaryote promotor, die dus alleen in de plastide tot expressie kunnen komen. Als het gen echter in het nucleair DNA juist achter een promotor van een ander aanwezig gen terecht komt, kan het alsnog tot expressie komen. Volgens Koornneef is het vooral bij een hoge selectiedruk goed denkbaar dat functionele genen in pollen terecht komen.

Het probleem zou voorkomen kunnen worden door een ‘prokaryoot’ ontwerp voor genen te maken. Die kunnen uitsluitend in plastiden tot expressie komen.