Onderzoekers van de Maarten Luther-universiteit in Halle en het Leibnitzinstituut voor plantbiochemie hebben een zelf ontwikkelde aangepaste vorm van de ‘genschaar’ CRISPR/Cas9 gebruikt om bij planten in een keer tot twaalf genen tegelijkertijd uit te schakelen. De genoombewerkingstechniek maakt het makkelijker op de wisselwerking tussen diverse genen te onderzoeken.
De erfelijkheid bij planten (en andere organismen voeg ik daar aan toe) is zelden het eenvoudige een-op-een-verhaal dat Gregor Mendel dat beschreef in de 19de eeuw. Zijn beschrijving van de erfelijke eigenschappen van peulvruchten heeft geleid tot het nieuwe vak van de erfelijkheidsleer (tegenwoordig vaak genetica genoemd). “De eigenschap die Mendel bestudeerde, de kleur van de peulvruchten, was toevallig afhankelijk van een gen”, zegt Johannes Stuttmann. De zaken zitten vaak veel ingewikkelder in elkaar. Vaak zijn eigenschappen afhankelijk van de wisselwerking tussen genactiviteiten. Als maar een een van die genen wordt uitgeschakeld zou het kunnen dat de effecten daarvan niet zichtbaar zijn in de plant (of wat voor een organisme dan ook).

De onderzoekers hebben nu CRISPR/Cas9 onder handen genomen om het DNA op meer plaatsen tegelijk door te knippen. Ze baseerden zich daarbij op het werk van Sylvestre Marilonnet die aan het Leibnitzibnstituut voor plantbiochemie een geoptimaliseerde bouwsteen voor CRISPR/Cas9 ontwikkelde. Stuttmann: “Daarmee maken de planten aanzienlijk meer Cas9 aan, dat fungeert als genschaar.” Ze combineerden die overmaat aan genscharen met tot 24 gids-RNA’s, die Cas9 naar de juiste plek op het genoom moeten leiden. Dat bleek bij twee plantjes (de zandraket en een wilde tabaksplant) goed te werken.
Bij de tabaksplant (Nicotiana benthaminia) konden tot acht genen tegelijkertijd worden uitgeschakeld, terwijl dat aantal bij de zandraket opliep tot twaalf. Volgens de onderzoekers is dat een grote vooruitgang. “Volgens ons is dit de eerste keer dat er zoveel genen tegelijk zijn uitgeschakeld. Dat maakt het mogelijk de redundantie (‘overbodigheid’; as) te vermijden.”

Lastig

Tot nu toe was dat lastig te doen. Planten moesten in fases gekweekt worden met een enkele mutatie en vervolgens gekruist worden met elkaar. Dat is volgens Stuttmann niet alleen tijdrovend, maar is ook lang niet altijd mogelijk. Nu wordt het mogelijk combinaties van genen te onderzoeken op, bijvoorbeeld, ‘overbodigheid’ (als er, bijvoorbeeld, meer genen voor een eigenschap verantwoordelijk zijn) te onderzoeken. Ik kan me zo voorstellen dat niet alleen die ‘overbodigheid’ met deze multigenuitschakeling is te bestuderen (maar ik ben dan ook een leek op alle terreinen)…

Bron: EurekAlert