Je leest:

‘Onze kill switch is een heel goed voorbeeld van synthetische biologie’

‘Onze _kill switch_ is een heel goed voorbeeld van synthetische biologie’

Interview met Wen Wu, captain van het iGEM team Wageningen 2014

Auteur:

Aan de Wageningen Universiteit doen studenten experimenten met BananaGuard; een bacterie die schadelijke schimmels vernietigt. Is de schimmel opgeruimd, dan gaat de bacterie zelf ook dood. Met deze vorm van biocontrole hoopt het team hoge ogen te gooien bij iGEM, een internationale competitie voor synthetische biologie.

Team Wageningen heeft een gouden medaille gewonnen in de categorie Best Food & Nutrition Project. Het team bereikte de finale en eindigde uiteindelijk als First Runner Up.

Bananenboom
Banenplanten hebben veel last van schimmelinfecties, waardoor oogsten verloren gaan.
Angélique D’Hont

Bananenplanten hebben veel last van schimmelinfecties en daar is weinig aan te doen. Voor boeren is het heel vervelend, want er gaan jaarlijks veel oogsten door verloren. Eén van de belangrijkste boosdoeners is de schimmel Fusarium. Fusarium komt binnen via de wortels van de plant en begint dan met de aanmaak van een zuur (fusaric acid).

“Het zuur dat deze schimmel aanmaakt, is best specifiek. Andere schimmels of bodemorganismen maken het niet”, vertelt Wen Wu, captain van het Wageningse iGEM team. “Wat wij wilden maken is een bacterie die het zuur van de schimmel detecteert en daarop reageert door antischimmelmiddel te maken. De schimmel gaat dan dood en produceert dus ook geen zuur meer. Op het moment dat de bacterie geen zuur meer detecteert, weet hij dat de schimmel weg is en gaat hij vanzelf dood. Op die manier blijft de genetisch veranderde bacterie niet in de bodem achter.”

Maakt een bacterie die antischimmelmiddel produceert ook ander bodemleven dood? “Ja helaas wel, dit is heel moeilijk specifiek te krijgen. Maar de productie van het antischimmelmiddel begint pas op het moment dat de schimmel in de buurt is en stopt ook weer zodra de schimmel is vernietigd. Wat we met ons systeem doen, is dus het minimaliseren van schade. Er gaan wel micro-organismen dood, maar veel minder dan wanneer je altijd antischimmelmiddel in de grond spuit, zoals dat nu weleens gedaan wordt.”

Large
iGEM team Wageningen 2014. Met op de voorste rij (van links naar rechts): Tjaša Marolt (Biotechnologie), Marlene Birk (Plant Biotechnologie), Wen Wu (Biotechnologie), Teresa Robert Finestra (Biotechnologie), Miguel Correa Marrero (Bioinformatica), Jeremy van Baalen (Biotechnologie). En op de achterste rij (van links naar rechts): Rik van Rosmalen (Moleculaire Wetenschap), Bob van Sluijs (Biotechnologie), Walter de Koster (Biotechnologie), Michiel Herpers (Biotechnologie), Kevin Hof (Biotechnologie), Max van der Ploeg (Biologie)

En kan de bacterie, naast bananenplanten, ook andere planten beschermen tegen schimmelinfecties? “We denken van wel, omdat de Fusarium schimmel een heleboel familieleden heeft. Die vallen onder andere komkommer- en tomatenplanten aan. Maar we hebben dit nog niet kunnen testen. We zijn nu bezig bananenplanten in de kas te infecteren met onze bacterie. In kweekschaaltjes zagen we al wel dat de genetisch aangepaste bacterie de groei van de schimmel beter lijkt te remmen dan de natuurlijke bacterie. Maar een levende plant is toch weer wat anders dan een kweekschaaltje. Dus over een paar weken weten we of onze bacterie echt werkt."

Je brengt een genetisch veranderde bacterie dus direct in de bodem. Is dat niet gevaarlijk? “Bacteriën wisselen regelmatig DNA met elkaar uit. Dat willen we bij de genetisch veranderde bacterie natuurlijk vermijden. Als onze bacterie een deel van zijn DNA aan een andere bacterie geeft, gaan beide bacteriën dood. Dat werkt als volgt: de genetisch veranderde bacterie bevat twee plasmiden (cirkelvormige stukjes DNA). Op plasmide 1 liggen toxine A en antitoxine B. Op plasmide 2 liggen toxine B en antitoxine A. Die twee stukken complementeren elkaar. Op het moment dat één van de twee wegvalt, is er geen antitoxine meer en gaat de bacterie dus een gifstof aanmaken waardoor hij doodgaat.”

Medium
In het laboratorium remt de genetisch aangepaste bacterie de Fusarium schimmel beter dan de natuurlijke bacterie.

En wat gebeurt er als de genetisch veranderde bacterie DNA van een natuurlijke bacterie opneemt? “Dat kan inderdaad ook gebeuren en wat de gevolgen daarvan zijn weten we niet.”

De bacterie gaat niet alleen dood als hij zijn DNA weggeeft, maar ook als de schimmel geen zuur meer maakt. Hoe werkt dat dan? “Met een kill switch. Op het moment dat de bacterie geen zuur meer detecteert, gaat hij stoffen aanmaken die giftig zijn voor hemzelf. En dat is in mijn ogen een onderdeel dat echt synthetische biologie is. We hebben bij de kill switch namelijk DNA gebruikt dat in de natuurlijke situatie hele andere functies heeft. Zo willen we laten zien dat we, door het inbrengen van vreemd DNA, micro-organismen kunnen laten doen wat wij willen.”

Wil jij meepraten over de voor-en nadelen van synthetische biologie? Reageer dan op de eerste vraag van de discussie!

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 07 november 2014

Discussieer mee

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE