Wetenschap - 11 april 2002

Planteneiwitten die de handen ineenslaan geven licht

Planteneiwitten die de handen ineenslaan geven licht

Niemand gelooft nog dat gentechnologie een kwestie is van knippen en plakken. "Als je een nieuw gen in het DNA van een organisme brengt, dan maakt het DNA een nieuw eiwit, en heeft het organisme dus ook een nieuwe eigenschap. Dat dachten we vroeger", zegt dr Gerco Angenent. "Maar nu beginnen we te beseffen dat eiwitten moeten samenwerken voordat er sprake is van een nieuwe eigenschap. Als we verder willen met genomics, dan zullen we daar meer over moeten leren."

Angenent begeleidde bij Plant Research International de promovendus ir Richard Immink. Die ontwikkelde samen andere Wageningse groepen een nieuwe technologie waarmee wetenschappers kunnen achterhalen of eiwitten inderdaad samenwerken. De onderzoekers publiceerden daarover een artikel in het prestigieuze Proceedings of the National Academy of Science.

Imminks techniek houdt in dat hij twee te onderzoeken eiwitten aan twee verschillende fluorescerende moleculen koppelt. E?n van de eiwitten licht daardoor blauw op als hij wordt aangestraald door een laser. Als de eiwitten met elkaar een verbinding aangaan, dan doen de fluorescerende moleculen dat ook. Het nieuwe fluorescerende complex licht niet meer blauw op, maar geel.

De eiwitten waarmee Immink dit kunststukje voor elkaar heeft gekregen zijn transcriptiefactoren van de petunia: door het DNA geproduceerde eiwitten die genen kunnen aanzetten. De transcriptiefactoren die Immink onderzocht moeten eerst aan elkaar vastkoppelen voordat ze dat kunnen.

"Sinds een jaar of zeven kunnen onderzoekers al aantonen of eiwitmoleculen koppelen", zegt Immink. "Daarvoor moeten ze de eiwitten eerst inbouwen in een gistcel. Het nieuwe van deze methode is dat we die gistcel niet meer nodig hebben. We kunnen het nu in een cel van de plant zelf."

Het heeft zo zijn voordelen om eiwitten in hun natuurlijke omgeving te bestuderen. Eiwitten zijn vaak complexe moleculen, met een chemische en een ruimtelijke structuur. Die twee verhouden zich tot elkaar als een vel papier tot een papieren vliegtuigje dat je daarvan kunt vouwen. Als je eiwitten in een heel ander type cel laat aanmaken, dan maakt die vreemde cel weliswaar het juiste stuk papier, maar het vouwt er een ander vliegtuigje van. Daardoor werkt het eiwit vaak anders dan in zijn originele cel.

"Het probleem met de gistcel was dat we toch wel eens 'valse positieven' kregen", zegt Immink. "Er zijn wel manieren om die eruit te filteren, maar toch hebben we belang bij een methode die het samenwerken van eiwitten optimaal in kaart brengt."

De techniek is ontwikkeld in samenwerking het Wageningse Microspectroscopiecentrum, dat de lasers bouwde die de fluorescerende moleculen belicht en de apparatuur die het licht registreert.

Een andere partner in het project is ID-Lelystad. ID hoopt dat de nieuwe techniek meer kan vertellen over de manier waarop kippenvirussen zich gedragen in ge?nfecteerde cellen.

"De volgende stap is dat we het koppelen van eiwitten zichtbaar maken in de hele plant, en niet meer in een losse cel", zegt Angenent. "Het Microspectroscopiecentrum is de apparatuur daarvoor aan het installeren." In die installatie zullen twee laserstralen de oplichtende moleculen vanuit verschillende hoeken bestralen. Daardoor ontstaat er een driedimensionaal beeld van de weefsels waarin de samenwerkende transcriptiefactoren aanwezig zijn."

Het type transcriptiefactoren waarnaar Immink en Angenent hebben gekeken spelen een sleutelrol bij de ontwikkeling van de plant. Ze laten bladeren, bloemen en zaden ontstaan, bleek uit onderzoek naar mutanten die de cruciale eiwitten niet aanmaken. Er zijn bijvoorbeeld petuniamutanten die een specifieke transcriptiefactor missen en metershoog kunnen worden maar nooit in bloei komen. In mutanten waarbij een andere factor ontbreekt, maakt de bloem geen stampers aan, maar in plaats daarvan weer bloembladeren. Salvador Dali had ze geweldig gevonden.

Willem Koert

Re:ageer