Geen wasmiddelenenzym meer in de natuur

Zelf had ik me nooit zo’n zorgen gemaakt of de bioreactoren die de chemische industrie gebruikt nu echt wel veilig zijn. Er zitten wel drastisch veranderde micro-organismen in die onwaarschijnlijk efficient wasmiddelenenzymen of bijvoorbeeld enzymen voor bioplastics produceren. Maar de wanden zijn van dik metaal, buiten de bioreactor is het koud en zo zijn er nog allerlei redenen waarom ‘ontsnapping’ van die reactororganismen onwaarschijnlijk is. Maar  bioreactoren kunnen krennelijk nog veiliger, zo beschrijf ik in NRC van 24 januari.

Synthetische voedingsstof

Om te voorkomen dat een genetisch gemodificeerd organisme zich onverhoopt via een tafel, jas of hand weet te verspreiden, en daar dan bijvoorbeeld medicijn of wasmiddelenzym gaan maken, hebben Amerikaanse synthetisch biologen nu bacteriën gemaakt die buiten hun reactor kansloos zijn. Ze kunnen namelijk alleen nog groeien op een bepaalde, synthetische voedingsstof die in de natuur niet voorkomt.  In twee papers in Nature van gisteren beschrijven de Amerikanen hoe ze hiervoor de genetische machinerie hebben veranderd: zes essentiële eiwitten kunnen in deze bacterie alleen nog functioneren als ze een vreemd aminozuur krijgen ingebouwd (aminozuren zijn de bouwstenen van eiwitten).

Complexe genetische machinerie

‘Gemodificeerde gewassen kunnen we zo ook veiliger maken’, zei onderzoeksleider George Church van Harvard Medical School tijdens de telefonische persconferentie. ‘Maar het duurt nog wel even voor dat lukt: planten hebben een veel complexere genetische machinerie.’

Al sinds de jaren zeventig komen laboratoria met technieken om ongewenste verspreiding van gemanipuleerde bacteriën of planten te voorkomen. Bijvoorbeeld door een gen in te bouwen dat bij kou de vermeerdering gaat blokkeren, of voor een dodelijke stof gaat zorgen. Maar zo’n enkel ingebouwd ‘veiligheidsgen’ – bestaande uit een paar duizend basenparen (letters) –  kan gemakkelijk via spontane mutaties verdwijnen. Het DNA verandert immers voortdurend.

Miljoenen letters veranderen

In deze nieuwe bacterie, een laboratoriumvariant van de darmbacterie Echerichia coli, veranderden de Amerikanen enkele miljoenen letters, verspreid over het hele DNA. Nieuw is dat ze de betekenis van een zogenoemd stopcodon veranderden, een DNA-code met de letters UAG. Normaal gesproken codeert UAG alleen voor ‘STOP HIER MET DIT EIWIT MAKEN’. In de nieuwe bacterie is de betekenis veranderd in: ‘BOUW HIER DEZE VREEMDE VOEDINGSSTOF IN’.

Volgens Church is deze methode zo veilig omdat de bacterie vele veranderingen  over het hele DNA moet terugdraaien om die ingebouwde veiligheidstruc te omzeilen. ‘De kans dat dit lukt is verwaarloosbaar.’

Nep-DNA

Maar volgens synthetisch bioloog Piet Herdewyn van de Universiteit Leuven is deze Amerikaanse reactorbacterie nog steeds niet honderd procent veilig. Zijn groep maakt er nu eentje waarin de groei niet alleen afhankelijk wordt gemaakt van een chemische voedingsstof, maar ook nog van zogenoemd XNA, ofwel nep-DNA. Deze Leuvense bacterie met nep-DNA, die nog in de maak is, is daarmee dubbel afhankelijk van voedingsstoffen die in de natuur niet voorkomen. ‘Maar zo’n fundamentele verandering doorvoeren kost natuurlijk wel meer tijd’, zegt Piet Herdewyn.

Wie kan het nog volgen?

Wereldwijd modificeren allerlei laboratoria nu ook bacterien die buiten reactoren hun werk moeten doen, zoals gif opruimen in de bodem of bij wortels gewasgroei verbeteren. Als dit soort micro-organismen zich niet meer kunnen verspreiden, gaan ze wellicht toegepast worden, zo hopen de synthetisch biologen. Maar zelf denk ik eigenlijk niet dat de accepatie erdoor vergroot wordt. Veel mensen blijven, ook na 25 jaar discussie, genetische modificatie eng of onnatuurlijk vinden. En, zoals consultant Huib de Vriend ook in NRC zegt: ‘Een fundamenteel probleem is dat mensen zelf niet kunnen beoordelen of zulke nieuwe organismen nu echt veiliger zijn. Wie kan de synthetische biologie nu nog volgen?’ We zijn  voor het oordeel over de veiligheid afhankelijk van wat de synthetisch bioloog er zelf over zegt.

Lees meer over bacterien veiliger maken met nep-DNA in De Standaard van december 2013

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.