Biotech waskracht: Technieken

Schoonmaakenzym

Enzymen worden aan wasmiddelen toegevoegd om ze schoner te laten wassen. Het zijn biologische stoffen die in staat zijn om eiwitten, die een belangrijk deel van het vuil in het wasgoed uitmaken, af te breken. De werkzaamheid van enzymen hangt af van de omstandigheden waaronder ze hun werk moeten doen. Daarom zou eigenlijk in de wasmachine hetzelfde klimaat moeten heersen als in een levende cel. In de wasmachine zijn die omstandigheden anders; de zuurgraad van het waswater wijkt bijvoorbeeld sterk af van die in de meeste levende cellen.

Extreme omstandigheden

In de natuur blijken bepaalde micro-organismen onder extreme omstandigheden te kunnen overleven. In het Magadimeer in Kenia (Afrika) heeft het water een sterk afwijkende zuurgraad. Het water in dit sodameer is basisch, net als in een wasmachine. Vrijwel geen enkel organisme kan onder dergelijke omstandigheden overleven. Toch zijn in dat meer bacteriën gevonden die uitstekend gedijen. Om te kunnen overleven zijn ze in de loop van de evolutie aangepast. Hun enzymen werken juist beter onder deze extreme omstandigheden.

Magadimeer in Kenia.

Productiebacterie

Het gen voor het schoonmaakenzym is in een laboratorium uit de bacterie waar hij oorspronkelijk in gevonden is gehaald en in een andere bacterie gezet. Deze laatste bacterie is speciaal ontwikkeld als productie-organisme. Hij groeit snel en eenvoudig in een kweekvat. Hierdoor kan het enzym op grote schaal geproduceerd worden.

Een deel van het erfelijk materiaal van bacteriën bestaat uit relatief kleine stukjes ringvormig DNA. Deze DNA ringen worden ook wel plasmiden genoemd. Bacteriën gebruiken plasmiden om onderling erfelijke informatie uit te wisselen.

Onderzoekers gebruiken plasmiden daarom als een transportmiddel om genen van de ene cel naar de andere over te brengen. Ze hebben technieken ontwikkeld om plasmiden uit bacteriën te halen, ze open te knippen en er nieuwe genen in te zetten.

Het ingebouwde gen kan vervolgens teruggezet worden in een levende cel.

Klik hier voor een schematische uitleg van de techniek.

Proefkweek van productie-bacteriën.

Kweekvat voor genetisch veranderde bacteriën.

Zoeken naar succes

Een gen in een organisme inbouwen lukt zelden in één keer. Meestal worden er tientallen en soms wel duizenden pogingen gedaan voordat de levende cel het nieuwe gen in zijn DNA opneemt. Het is dus zaak om die geslaagde poging eruit te vissen. Hiervoor is een slimme, maar ingewikkelde truc bedacht.

Bij het inbouwen van genen in bacteriën een belangrijke stap bij het genetisch veranderen van planten en dieren gebruiken onderzoekers plasmiden. Plasmiden zijn cirkelvormige stukjes DNA waarmee bacteriën van nature onderling genen uitwisselen. Onderzoekers gebruiken speciale plasmiden waar twee handige genen op zitten. Met het ene gen wordt gekeken of de bacteriën het plasmide hebben opgenomen. Het andere gen laat op zijn beurt zien of het plasmide wel het nieuwe gen bevat.