Wetenschap - 4 oktober 2017

Biologische klok: van Nobelprijs naar kasplanten

tekst:
Albert Sikkema

De Nobelprijs voor Geneeskunde ging deze week naar drie Amerikaanse onderzoekers die het principe van de biologische klok hebben ontrafeld. Plantenfysioloog Sander van der Krol doceert hun werk aan Wageningse studenten en gebruikt hun kennis om de groei van kasplanten te reguleren.

©Shutterstock

De Amerikaanse onderzoekers Jeffrey Hall, Michael Rosbach en Michael Young wisten uit een fruitvliegje een gen te isoleren dat het dag- en nachtritme controleert. Maar eigenlijk is het iets complexer, zegt Van der Krol. ‘Ze hebben het mechanisme ontrafeld van de biologische klok zoals dat in planten en dieren werkt. Dankzij hun onderzoek aan de klok in fruitvlieg begrijpen we hoe de klok werkt in andere organismen. Ze hebben als eerste een gen gevonden dat onderdeel is van de klok en ze hebben een feedbackmechanisme ontdekt waarbij dit gen zijn eigen expressie onderdrukt. Vervolgens hebben ze ook nog vertragingsstapjes in dat feedbackmechanisme gevonden. Vertragingen in de feedback heb je nodig om tot een ritme van 24 uur te komen. Daarmee hebben ze de structuur van de biologische klok voor alle organismen in kaart gebracht.’

Jetlag
Net als mensen hebben planten een biologische klok die reageert op licht en temperatuur van de omgeving, doceert Van der Krol. ‘Als wij van slag zijn door een jetlag na een reis naar Australië, zet de lichtcyclus onze biologische klok weer gelijk. De Nobelprijswinnaars hebben de basis gelegd over hoe omgevingsfactoren de biologische klok beïnvloeden.’

Van der Krol heeft net een onderzoeksproject met 35 tuinbouwbedrijven achter de rug waarin hij heeft laten zien hoe we door verstoring van de klok de groei van planten in kassen kunnen sturen. Doel is dat de planten compact blijven. Een compacte plant ziet er beter uit maar is ook handig in vervoer, omdat dan meer planten per vierkante meter in de vrachtwagens passen.

Afweer
In het vervolgproject gebruikt Van der Krol deze kennis om nieuwe combinaties van licht en temperatuur te vinden die nog efficiënter kasplanten compact houden. ‘Ondertussen leren we ook hoe de plant via de klok keuzes maakt tussen groei en afweer tegen ziekten. Dit betekent dat we met het beïnvloeden van de biologische klok ook de weerbaarheid van planten zouden kunnen vergroten.’ Het mooie van deze behandelingen is dat de effecten tijdelijk zijn, daarna kan de plant weer normaal groeien.

College
Van der Krol geeft deze week college over de biologische klok in planten en dieren als onderdeel van het vak Ecofysiologie. Daarin gebruikt hij filmpjes die het onderzoek van de Nobelprijswinnaars prachtig uitleggen. Toevallig kent Van der Krol winnaar Michael Young omdat hij vier jaar heeft gewerkt op Rockefeller University waar Young hoogleraar is. Op deze universiteit is destijds ook het onderzoek aan de biologische klok in planten begonnen.

Hij vindt de toekenning van de Nobelprijs terecht. ‘Zij hebben een fundamenteel mechanisme gevonden dat van belang is in de geneeskunde, biologie, ecologie en landbouw.’


Re:ageer