Besproeien boeren hun velden in de toekomst met RNA?

Bevalt de kleur van je rozen niet? Dan neem je een spuitbus met RNA-moleculen waarmee je zonder aan het DNA te sleutelen het uiterlijk van de rozen kan veranderen door sommige genen het zwijgen op te leggen. Dat is geen fictie, maar realiteit, voorlopig alleen nog in het lab. Bedrijven als Monsanto zijn al bezig dergelijke RNA-sproeistoffen te ontwikkelen om plaaginsecten te bestrijden. Nu schijnt een onderzoeksgroep in Australië er in geslaagd te zijn om met een RNA-spray bij planten bepaalde genen voor langere tijd (20 dagen) te deactiveren.

De kleur van bloemen is misschien een wat zwak voorbeeld, maar je zou je kunnen voorstellen dat je met de RNA-spray de oogst zou kunnen vergroten of plagen zou kunnen voorkomen in de vorm van insecten of micro-organismen. Daarvoor hoef je niet aan het erfgoed van de plant te sleutelen. “Zo’n sproeistof kan onmiddellijk gebruikt worden, zonder dat je daarvoor jaren aan de genen hoef te sleutelen of via conventionele kweektechnieken de plant hoeft te veranderen”, zegt David Baulcombe van de universiteit van Cambridge die zich al jaren met het deactiveren van genen bezighoudt. “Je kunt zo’n spray ook in verschillende variëteiten maken.”
Onderzoekers van de universiteit van Queensland (Aus) zouden er in geslaagd zijn met een RNA-sproeistof de tabaksplant 20 dagen tegen een virus te beschermen. “We denken dat we zo bijdragen aan duurzame gewasbescherming”, zegt onderzoekster Neena Mitter. Met de techniek zijn ook de eigenschappen van de planten te veranderen, maar de onderzoekers hadden zich vooral op de gewasbescherming gericht.

RNA-interferentie

Het uitschakelen van genen is een natuurlijk verdedigingsmechanisme. Als virussen een cel aanvallen, dan hakken de cellen ter verdediging viraal RNA in mootjes, die ze gebruiken ter herkenning van de ‘vijand’. Zonder viraal RNA kan het virus geen eiwitten maken en zich dus niet vermenigvuldigen. Dit wordt RNA-interferentie genoemd.
Dat fenomeen kan gebruikt worden om de aanmaak van elk willekeurig eiwit te blokkeren. Er is wel eens geprobeerd om medicijnen te maken met RNA-interferentie, maar het vervelende (of juist mooie) is dat RNA in het bloed snel wordt afgebroken.
Veel genetisch veranderde planten werken echter met gendeactivering. Het blijkt dat ook in insecten en planten bepaalde genen kunnen worden uitgeschakeld (niet alle) door ze te besproeien met kleine dubbelstrengige RNA-moleculen die het spiegelbeeld zijn van de uit te schakelen genen.
Monsanto is al bezig met de ontwikkeling van RNAi-sproeistoffen als plaagbestrijding. De RNAi-sproeistof moet de varraomijt te lijf gaan, een bedreiger van de bij (die het toch al moeilijk heeft). Het product zou in de laatste fase van ontwikkeling zijn, maakte het bedrijf begin januari bekend.

Tijdelijk

Het effect van de RNA-spray is maar tijdelijk, hooguit een paar dagen. Onbeschermde RNA-moleculen breken snel af. Voor boeren is dat natuurlijk niet lang genoeg, zeker niet als die sproeistof zo duur is.
Mitter en de haren zijn er kennelijk al in geslaagd die periode op te rekken tot 20 dagen. Dat deden ze door de RNA-moleculen te combineren met kleideeltjes in de grootteorde van nanometers (miljoenste mm’s). De positief geladen kleideeltjes binden de RNA-moleculen aan zich en beschermen die daardoor. In de tijd reageren kleideeltjes, bestaand uit gewone mineralen zoals magnesiumchloride, met kooldioxide en komen de RNA-moleculen vertraagd vrij.

Plantenvirussen vormen een aanzienlijk probleem voor voor boeren en er zijn geen methoden om die direct aan te pakken. Of er moeten resistente varianten worden gekweekt of de organismen die de virussen verspreiden moeten worden aangepakt. Een middel dat werkt tegen virussen zou daarom een grote stap vooruit zijn. Mitter denkt dat RNA-sprays commercieel haalbaar zijn.
Voorlopig zijn ze nogal duur. Om voldoende RNA te produceren voor de behandeling van een klein veld, rond 1 g, ben je nu gauw een ton kwijt. Dat zou snel kunnen veranderen. Het bedrijf Aspe zegt RNA-moleculen in grote hoeveelheden te kunnen produceren voor maar € 2 per gram.
De RNA-sproeistof zou veiliger zijn dan gewone bestrijdingsmiddelen. De moleculen kunnen niet door de menselijke huid en worden in het lichaam snel afgebroken. Er is echter een studie uit 2012 die zou hebben aangetoond dat RNA-moleculen die we via het voedsel binnenkrijgen de genactivteit van menselijke cellen zou kunnen veranderen, maar diverse latere onderzoeken hebben daar geen bewijs van kunnen vinden. Volgens Baulcombe maken de kleideeltjes de methode niet minder veilig.

Het is ook mogelijk dat niet beoogde organismen worden belaagd. Ook zouden de plaagorganismen zich kunnen wapenen tegen de aanpak. Het mooie van gendeactivering, zeggen de voorstanders, is dat je de basevolgorde van het RNA-molecuul kunt veranderen. Daardoor zou je de sproeistof specifiek kunnen maken voor het beoogde organisme en zou ook resistentie bij het doelwit kunnen worden voorkomen. Ik zou dat toch eerst maar eens terdege uitzoeken.

Bron: New Scientist