Gewapende maïs: Technieken

Hoe werkt het maïswapen?

De gewapende maïs maakt een eiwit aan dat in het lichaam van sommige soorten insecten (bepaalde vlinders en motten) de spijsvertering blokkeert. In de meeste dieren, inclusief de andere insecten en de mens, gebeurt dat niet. Hierdoor is de stof die door de plant wordt aangemaakt voor de meeste levende organismen ongevaarlijk.

Stengelboorder in maïsstengel.

Knutselen met DNA

Het gen voor het insecticide-eiwit in de genetisch veranderde maïs is afkomstig uit een bodembacterie, de Bacillus thuringiensis. Hieraan is ook de naam Bt-maïs ontleend. Dat gen werd uit de bacterie gehaald en in een plantencel gezet. Die cel is opgekweekt tot een maïsplant die zijn eigen insecticide maakt.

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.

Schieten met goud

Om genen aan de maïs toe te voegen is een spectaculaire oplossing bedacht; het gen wordt de celkern in geschoten!

Apparaat om gouddeeltjes in plantencellen te schieten.

Kopieën van het DNA met het gewenste gen worden aan minuscule gouddeeltjes gehecht. Deze gouddeeltjes worden met kracht op de plantencellen afgeschoten ('particle bombardment'). Af en toe lukt het om het nieuwe DNA op die manier in een celkern binnen te brengen en blijkt het in het DNA van de plant terecht te komen.

Klik hier voor een schematische uitleg van de techniek.

Plantencel met gouddeeltjes (kleine, zwarte stipjes). Er is een goudbolletje in de kern (groen) terecht gekomen.

Andere techniek

DNA met gouddeeltjes in een celkern schieten is een weinig efficiënte techniek. Slechts weinig cellen nemen het nieuwe DNA op. Voor sommige planten bestaat nog een andere methode. De plantencel wordt dan in een laboratorium geïnfecteerd door een speciale bacterie, die het nieuwe gen in de celkern van de plantencel brengt.

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.