Wetenschappers maken barcode van DNA

Door de DNA-barcode in bacteriën en gist te plaatsen, maken wetenschappers genetisch gemodificeerde organismen (GGO’s). Het idee om zulke micro-organismen wereldwijd te verspreiden lijkt in tegenstrijd met de strenge GGO-wetgeving in delen van de wereld, waaronder de EU. Daarom gebruikten de onderzoekers geen groeiende, delende micro-organismen, maar inactieve sporen. Sporen zijn een soort overlevingscapsules. Normaal groeien die uit tot delende micro-organismen wanneer de omstandigheden gunstig zijn, net als een plant uit een zaadje. Maar voor deze toepassing schakelden de wetenschappers bepaalde genen in de sporen uit, waardoor ze niet meer uit hun slaaptoestand kunnen ontwaken.

Wanneer een overlevingscapsule toch na verloop van tijd breekt, komt het DNA vrij. Andere micro-organismen kunnen dat DNA vervolgens opnemen. Zo kan onnatuurlijk DNA, zoals de DNA-barcodes, vanuit sporen ook in levende micro-organismen terechtkomen. Toch hebben deze stukjes DNA weinig invloed op de natuur, denk Koster: “De wetenschappers ontwierpen de DNA-barcodes zo dat ze geen bestaand gen vormen”. In de natuur hebben die korte codes dus geen functie.

Wel maakt Koster zich zorgen om de antibioticaresistentiegenen die bacteriën in het lab meekrijgen van onderzoekers. “Dat zijn handige tools om te gebruiken bij het manipuleren van micro-organismen, maar moeten wel gecontroleerd binnen het laboratorium blijven”, zegt Koster. “Wanneer deze mechanismen op grote schaal in de natuur terechtkomen, is er kans op een toename van antibioticaresistente bacteriën.” Hoewel de onderzoekers de antibioticaresistentiegenen uit de gist en bacterie verwijderden voor deze toepassing, vermoedt Koster dat bij productie op grote, industriële schaal dat nog wel eens fout kan gaan.

Groeiende gewassen

Met de DNA-barcode slaagden de onderzoekers erin om een enkel blad terug te traceren naar de pot waarin de plant was opgegroeid. Daarmee is de oorsprong van besmette groente en fruit snel en makkelijk te achterhalen. Corné Pieterse, hoogleraar plant-microbe interacties aan de Universiteit Utrecht waarschuwt wel dat het sprayen van de biologische barcode op groeiende planten mogelijk een negatief effect heeft op de groei van de gewassen.

“Planten hebben, net als mensen, een immuunsysteem”, legt Pieterse uit. “Dat immuunsysteem registreert micro-organismen zoals bacteriën en gist en wekt een immuunreactie op, zelfs als die micro-organismen geen ziekte veroorzaken.” Groei en afweer vormen een balans in planten: wanneer de plant veel energie stopt in zijn immuunsysteem, gaat dat ten koste van de groei. Dat is natuurlijk niet gewenst in de landbouw. “Hoewel het effect afhankelijk is van de hoeveelheid micro-organismen, zou de veilige optie zijn om de barcode pas ná de oogst op het gewas te sprayen”, aldus Pieterse.

Promovendus Koster vindt de DNA-barcode een leuke en verrassende toepassing van microbiologie: “De onderzoekers hebben de verschillende experimenten goed uitgedacht en grondig uitgevoerd.” Wel is het volgens Koster zaak om verschillende aspecten, zoals de verspreiding van de sporen en hun invloed op de ecosystemen en gewassen nog uitgebreider te testen.