Revolutionaire experimenten met aardappelen

Crispr-Cas is een ontdekking van Amerikaanse wetenschappers met inbreng van Wageningse onderzoekers. De techniek maakt het mogelijk om met behulp van enzymen nauwkeurig DNA van organismen te bewerken.

Het basisprincipe van Crispr-Cas is gekopieerd van het afweersysteem van bacteriën die in staat zijn om via Crispr's (streepjescodes) vijandige virussen te detecteren. Als bacteriën in een cel het DNA van een dergelijk virus vaststellen, dan kunnen ze die gericht elimineren ofwel doorknippen met behulp van eiwitten. Het eiwit Cas9 is een enzym dat daarvoor is te gebruiken.

Cisgenese

De vinding van Crispr-Cas dateert van zo'n drie jaar geleden en mag volgens onderzoeker Jan Schaart van Wageningen Plant Research met recht revolutionair worden genoemd. Schaart is gespecialiseerd in nieuwe veredelingstechnieken en zelf gepromoveerd op cisgenese.

De onderzoeker legt uit dat het met Crispr-Cas mogelijk is om gericht mutaties tot stand te brengen. Als duidelijk is welke genen in het DNA van een organisme bepaalde eigenschappen aansturen, dan zijn die genen via Crispr-Cas9 aan of uit te schakelen.

Efficiënter

'Traditionele mutagenese vindt plaats door bestraling of door het toedienen van een chemische stof. Het resultaat hiervan is niet erg nauwkeurig en vraagt veel screenwerk op de gewenste eigenschappen. Crispr-Cas levert door de herkenning van het juiste gen niet of nauwelijks ongevraagde mutaties en is daarmee een stuk efficiënter', aldus Schaart.

In landbouwgewassen lijkt Crispr-Cas geschikt om bestaande variëteiten resistent te maken. Daarvoor is het nodig om S-allelen ofwel ziektegevoeligheidsgenen in het DNA van de gewassen uit te schakelen. Wageningse onderzoekers hebben in het genoom van de aardappel zes S-allelen gevonden die de gevoeligheid voor phytophthora bepalen. 'Samen met het inkruisen van resistentiegenen biedt dit een extra mogelijkheid om sterke resistente rassen te kweken', zegt Schaart.

Mogelijkheden aftasten

Wageningen UR is de mogelijkheden van Crispr-Cas aan het aftasten. Naast het aan- en uitschakelen van specifieke eigenschappen is het volgens Schaart mogelijk om de aansturing van processen te beïnvloeden.

Voorlopig beschouwt de Nederlandse overheid Crispr-Cas als genetische modificatie. De reden is het inbrengen van Crispr-Cas als vreemd DNA-materiaal in bijvoorbeeld planten. 'Dit is te omzeilen door een deel van het proces uit te voeren in losse plantencellen. Crispr-Cas wordt dan niet in de plant zelf ingebracht, maar het resultaat van de methode wel', legt Schaart uit.

Erkenning

De onderzoeker hoopt dat de Europese Commissie Crispr-Cas erkent als veilige veredelingstechniek. Brussel zou in maart 2016 al met een uitspraak komen, maar die is doorgeschoven naar het voorjaar van 2017. Wel heeft de Europese voedselautoriteit EFSA de techniek, net als cisgenese, veilig verklaard.

'De veredelingsresultaten via Crispr-Cas zijn ook te bereiken met de klassieke veredeling', benadrukt Schaart. 'Maar Greenpeace en andere ngo's beoordelen veel nieuwe veredelingsmethoden al snel als genetische modificatie. Zij missen daarmee de boot en de mogelijkheid om technieken toe te laten die het gebruik van gewasbeschermingsmiddelen sterk kunnen beperken.'

Innate

Buiten Europa is de regelgeving met betrekking tot Crispr-Cas al verder. In de Verenigde Staten heeft aardappelverwerker Simplot toestemming om vanaf volgend jaar Innate-aardappelen op de markt te brengen. Dit zijn aardappelen die via gerichte mutatie minder gevoelig zijn voor stootblauw en de productie van acrylamide. Bovendien is in de aardappelen met behulp van cisgenese resistentie tegen phytophthora ingebouwd.

Schaart wijst erop dat de traditionele technieken voor mutagenese via straling en chemie ondanks de aanmerking als genetische modificatie wel in de regelgeving zijn vrijgesteld voor gebruik. 'Dit komt omdat deze methoden al decennialang veilig worden toegepast. Een vergelijkbare vrijstelling zou ook voor Crispr-Cas uiteraard welkom zijn.'