Wetenschappers maken 'synthetische' planten en dieren die niet kunnen kweken met wilde soortgenoten
Amerikaanse wetenschappers zijn erin geslaagd gemodificeerde organismen te produceren die zich niet kunnen voortplanten met hun wilde soortgenoten. Op termijn zou dit kunnen leiden tot een nieuwe manier om plagen te bestrijden, zo hoopt het team.
De onderzoekers van de universiteit van Minnesota maakten gebruik van 'gene editing', tools om de genen te bewerken, om genetisch gemodificeerde fruitvliegjes en schimmels te creëren die niet kunnen kweken met hun soortgenoten in het wild. Die synthetische soorten zijn identiek aan het origineel, op één detail na: ze zijn genetisch niet compatibel.
De wetenschappers maken zich sterk dat die genetische hocus-pocus op een dag zijn nut zal bewijzen voor vele landbouwers en tuiniers. Want door seks met wilde soorten dodelijk te maken, wordt voorkomen dat de genetisch gemodificeerde soorten zich voortplanten met hun wilde soortgenoten. Als wilde organismen daardoor vervangen worden door hun gemodificeerde varianten, zou dat kunnen helpen om plagen en invasieve soorten te bestrijden.
CRISPR
De onderzoekers maakten gebruik van de veelbesproken techniek CRISPR-Cas9 om de expressie van genen te wijzigen. Het Cas9-enzym zorgde ervoor dat bepaalde genen overactief werden, zodat hun eiwitproductie toenam tot een giftig niveau. Bij de eerste tests op een biergist, waarvan de resultaten eind vorig jaar al verschenen in Nature Communications, werd de hoeveelheid van het eiwit actine zodanig verhoogd dat de cellen die het bevatten explodeerden.
Om te voorkomen dat genetisch gemodificeerde gistcellen succesvol kweken met andere stammen, bouwde het team twee modificaties van de gistcellen. Een eerste, een 'gif', produceerde een versie van Cas9 die het actine-gen herkende en overactiveerde. Een tweede, een 'tegengif', was een mutatie die dat proces stopte.
Wanneer de gemodificeerde streng gekruist werd met een streng zonder antigif, sprongen bijna alle telgen stuk als een ballon
Een giststreng die zowel gif als antigif bevatte, produceerde gezonde telgen wanneer die kweekte met een streng die alleen het antigif bevatte. Maar wanneer de gemodificeerde streng gekruist werd met een ander labostreng zonder antigif, sprongen bijna alle telgen stuk als een ballon, schreven de onderzoekers in hun studie.
Invasieve soorten
Vandaag staat het onderzoek verder, en heeft het team dezelfde methode succesvol toegepast om synthetische fruitvliegjes te creëren. Onderzoeker Maciej Maselko, bioloog aan de universiteit van Minnesota, presenteert het werk vandaag op de jaarlijkse Plant and Animal Genome Conference in San Diego.
Maar ook hier stopt het niet. Na de fruitvliegjes gaat het onderzoek verder met planten, muggen, wormen en zebravissen. Op termijn zou de methode mogelijk gebruikt kunnen worden om ongewenste soorten die ziektes verspreiden of ecosystemen schaden onder controle te krijgen. Een collega van Maselko, Siba Das, stelt op dezelfde conferentie een model voor dat aantoont hoe synthetische soortvorming een invasieve karper zou kunnen bestrijden die rivieren en meren in enkele Amerikaanse staten geplunderd heeft.
Veelbelovend
Andere wetenschappers noemen de benadering veelbelovend, maar waarschuwen dat er nog belangrijke horden te overwinnen zijn. Kunnen deze gemodificeerde organismen bijvoorbeeld wel overleven in het wild? Daarvoor moeten mogelijk enorme aantallen gemodificeerde organismen vrijgelaten worden, zegt evolutionair bioloog Fred Gould van de North Carolina State University, die aan andere genetische benaderingen werkt om plagen te bestrijden.
Kunnen deze gemodificeerde organismen wel overleven in het wild?
Een tweede probleem is dat het Cas9-enzym niet altijd het beoogde gen herkent. Het zou de activiteit van andere genen kunnen overactiveren, en dat kan volgens Omar Akbari, moleculair bioloog aan de universiteit van Californië, de gezondheid van gemodificeerde organismen in gevaar brengen. Verdere experimenten op fruitvliegen moeten de gevolgen hiervan in kaart brengen.