Genetisch gewijzigde planten zijn een Gentse uitvinding

Eind jaren ’70 werkten onderzoekers aan de Gentse Universiteit onder leiding van de professoren Jeff Schell en Marc Van Montagu met de bodembacterie ‘Agrobacterium tumefaciens’. Deze bacteriën infecteren planten in de natuur en veroorzaken een soort van tumoren: de zogenaamde ‘kroongallen’.
 
De wetenschappers waren op zoek naar het ‘tumor-inducerend principe’ van de bacterie. Ze vroegen zich af hoe Agrobacterium de plant aanzette om kroongallen te vormen? Uiteindelijk bleek dat de bacterie een stukje van zijn eigen erfelijk materiaal overbrengt naar het DNA van de plant. Dit DNA bleek op een plasmide te liggen, dat de naam ‘Ti-plasmide’ kreeg (Tumor inducerend plasmide). Het overgedragen DNA zet de cellen aan tot ongecontroleerde celdeling en tot de productie van stoffen waar de bacterie zich mee kan voeden. Met andere woorden, de bacterie verplicht de plant om zijn voedsel aan te maken.
 
De professoren Jeff Schell en Marc Van Montagu beseften meteen dat ze een postbode hadden gevonden die hen in staat zou stellen om planten genetisch te wijzigen. Door het stukje bacterieel DNA dat normaal naar de plant wordt overgedragen, te vervangen door een ander stukje DNA, was het mogelijk een extra eigenschap aan de plant te geven. In januari 1983 stelden ze op een wetenschappelijk congres in Florida (VS) de eerste genetisch gewijzigde plant – een tabaksplant – voor. Het Gentse labo was echter niet alleen. Zowel een onderzoeksgroep van de Universiteit van Washington als wetenschappers van de firma Monsanto hadden het Agrobacterium-systeem (op basis van de kennis van Jeff Schell en Marc Van Montagu) gebruikt om genetisch gewijzigde planten te maken.
 
 

Een genetisch gewijzigde plant maken, hoe doe je dat?

In het labo brengt men een stukje plantenweefsel samen met Agrobacterium. Men gebruikt niet de normale Agrobacterium van uit de natuur maar een gewijzigde versie. Deze nieuwe versie zal enkel dat stukje DNA overbrengen naar de plant dat de onderzoekers willen. Er zullen met andere woorden geen kroongallen meer gevormd worden. Agrobacterium infecteert de plantencellen en bouwt het DNA in het planten-DNA in.

In tegenstelling tot mens en dier, hebben planten de unieke eigenschap om uit 1 enkele plantencel een nieuwe plant te maken. Wanneer men dus 1 plantencel genetisch kan wijzigen dan kan men hieruit een volledige, genetisch gewijzigde plant laten groeien. Soms gebeurt dit spontaan, in andere gevallen moet het proces gestimuleerd worden door het toevoegen van plantenhormonen die zorgen voor de aanmaak van wortels en bladeren.
 
Vandaag de dag zijn er naast de modificatie via Agrobacterium tumefaciens ook andere methoden om planten genetisch te wijzigen. De belangrijkste is de ‘particle acceleration’ methode, soms ook wel ‘particle bombardment’ of het ‘genenkanon’ genoemd. Hiervoor worden minuscule goudbolletjes bedekt met het DNA dat je in de plant wilt introduceren. Die goudbolletjes worden vervolgens onder hoge druk in het plantenweefsel ‘geschoten’. Het DNA dringt in sommige gevallen door tot in de celkern waar het in een aantal gevallen spontaan ingebouwd wordt in het DNA van de plant. Vervolgens wordt uit de getransformeerde cellen weer een volledige plant geregenereerd.

Tot op vandaag is de Agrobacterium-afhankelijke methode echter nog steeds de meest gebruikte en meest efficiënte manier om planten genetisch aan te passen. De Universiteit Gent kan dan ook met recht en rede aanzien worden als de bakermat van de plantenbiotechnologie.
Marc_van_Montagu_and_Jozef_Schell.jpg
 Marc Van Montagu, Jeff Schell