Is het leven maakbaar? 2.3 Preciezer sleutelen aan het genoom

Gentechnologie is een spraakmakende technologie met vrijwel onbeperkte mogelijkheden. Tegenstanders hebben van begin af aan bezwaar ertegen aangetekend. Hun zorg was en is, dat onderzoekers bij het corrigeren van genen en het sleutelen aan het genoom niet precies weten wat en waar zij iets veranderen, en wat de gevolgen daarvan kunnen zijn. Tegenstanders zien gentechnologie als het schieten met een kanon op een mug, zonder rekening te houden met de verdere omgeving.

Hans Tramper is emeritus-hoogleraar Bioprocestechnologie Wageningen Universiteit en reflecteert in een aantal essays op de geschiedenis van zijn vakgebied. Zijn stukken werden tot nu toe gepubliceerd op 18 juni, 30 juni, 11 juli, 22 juli, 19 augustus, 10 september en 21 september 2018.

Precisiemodificatie van het genoom
Het Cas9 enzym, dat een sleutelrol speelt in de CRISPR-Cas precisietechniek, hier bezig met de behandeling van een DNA-streng. Beeld: Wikimedia Commons.

Nieuwe kansen?

Dit bezwaar van tegenstanders van gentechnologie was aanvankelijk terecht, omdat grote stukken soortvreemd DNA werden geïntegreerd in het genoom van het doelorganisme (transgenese) op onbekende plekken en met onbekende gevolgen. Dat nieuwe stuk betrof bovendien niet alleen het soortvreemde gen, maar ook een stuk, de zogeheten promotor, die de cel als het ware ‘bevel gaf’ het betreffende gen over te schrijven naar RNA, en een stuk waar de cel weer het ‘bevel’ kreeg te stoppen met lezen en overschrijven. Daarnaast werden ook grote stukken viraal DNA meegegeven, die ervoor moesten zorgen dat het gewenste soortvreemde gen daadwerkelijk geïntegreerd werd in het genoom van de gastheer. Bij micro-organismen kan dit een stuk eenvoudiger met behulp van plasmiden; tegenwoordig ook heel gericht en heel precies zonder ongewenste neveneffecten. Tegen modificatie van micro-organismen zijn de bezwaren dan ook grotendeels verstomd. Maar dit geldt niet voor transgenese bij planten en dieren. Toch hebben talloze studies inmiddels aangetoond (zie 2.2) dat ook dit tot nu toe in alle opzichten veilig is geweest en dat de veiligheidsmaatregelen dus naar behoren werken.

Planten en dieren hebben grotere en ingewikkelder genomen waardoor het inbrengen van soortvreemd DNA tot voor kort een soort roulette was met betrekking tot plaats en werking. Maar ook hier zijn de technieken inmiddels sterk verbeterd; er zijn totaal nieuwe technieken bijgekomen met exotische namen als ‘zinc finger nucleases’ (ZFNs), ‘transcription activator-like effector nucleases’ (TALENs), and ‘clustered regulatory interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/Cas-based RNA-guided DNA endonucleases’. Hiermee kunnen heel precies veranderingen in het DNA aangebracht worden. Hier gaat het niet om transgenese (het inbrengen van soortvreemde genen inclusief de randmachinerie), maar om het inbrengen van soortverwante genen (cisgenese), of het veranderen van één of een paar nucleotiden (de individuele letters A, C, T of G van het DNA-alfabet) op een specifieke plek. Het laatste wordt gen-editing genoemd, omdat op zeer beperkte schaal, hooguit een paar nucleotiden ‘herschreven’ worden.

Preciezer sleutelen aan het genoom

Deze nieuwe wetenschappelijke ontwikkelingen maken sinds het begin van deze eeuw nieuwe plantenveredelingstechnieken mogelijk die efficiënter en specifieker zijn. Ze worden Novel Plant Breeding Techniques (NPBTs) genoemd. Deze nieuwe innovatieve methoden zijn duidelijk anders dan zowel conventionele methoden als ‘klassieke’ genetische modificatie (transgenese). Het innovatieve zit (afhankelijk van de techniek) in (1) het bewerkstelligen van specifieke mutaties op een specifieke plaats in het genoom, (2) een eindproduct dat vrij is van transgenen, (3) het invoegen van genetisch materiaal van verwante, seksueel compatibele planten (cisgenese), of (4) het feit dat alleen een specifiek weefsel in een plant wordt gemodificeerd. Hiermee zijn de eerder genoemde bezwaren van tegenstanders in feite ondervangen. De discussie is nu of hier eigenlijk nog sprake is van genetische modificatie: er worden per slot van rekening alleen soorteigen genen geïntegreerd, of alleen een paar ‘letters’ veranderd met de bedoeling om een bepaald gen te activeren of te verzwakken. Als deze technieken wettelijk niet meer als genetische modificatie geclassificeerd worden, kan dat de ontwikkeling van hun toepassing sterk versnellen.

Maar deze nieuwe technieken openen ook nieuwe mogelijkheden, waarover weer nieuwe discussies ontstaan. In 2015 werd de CRISPR-Cas-technologie door Science uitgeroepen tot wetenschappelijke doorbraak van het jaar. En niet zonder reden. In 2012 was deze technologie uitgevonden, en al na drie jaar was ruimschoots bewezen dat deze technologie gemakkelijk, goedkoop en universeel toepasbaar is om organismen gericht te modificeren. Met CRISPR-Cas kan dat op het niveau van nucleotiden (gen-editing), en op het niveau van genen. Zelfs kunnen meerdere genen tegelijkertijd en ook op meerdere plekken in het genoom veranderd worden, en dat bij alle soorten cellen – dus ook bij embryonale cellen en geslachtscellen, wat vergaande consequenties kan hebben voor het nageslacht! Wij kunnen daardoor bestaande erfelijke eigenschappen permanent wissen, verzwakken of versterken, en we kunnen nieuwe toevoegen. Men spreekt van gene drives; hiermee kunnen erfelijke eigenschappen snel en mogelijk irreversibel in een hele populatie van een organisme verspreid worden. Het actuele saillante voorbeeld is de malariaresistente mug, die geen parasiet meer kan overdragen. In augustus 2015 publiceerden 26 onderzoekers een brief, opnieuw in Science, met een oproep tot veiligheidsmaatregelen voor het gebruik van gene drives. Wordt dit koren op de molen van de antibiotechnologie-bewegingen? Het zou inderdaad als een rode lap op een stier kunnen werken met als gevolg een eindeloze reeks meningsverschillen. Gaat de geschiedenis zich dan toch weer herhalen?

Interessant? Lees dan ook:
Waarom zouden biologische boeren geen gebruik kunnen maken van nieuwe veredelingstechnieken?
Welkom in het tijdperk van CRISPR
Gene drive: de nieuwe discussie

(Visited 1 times, 1 visits today)

Plaats een reactie