Het logo van Xylencer: een gestileerde tros druiven met een virus © Xylencer
Xylella fastidiosa is een bacterie die veel schade veroorzaakt aan belangrijke gewassen als druiven (Californië), olijven (Italië) en citrus (Brazilië). Maar de bacterie is niet kieskeurig; ze gebruikt meer dan 400 verschillende waardplanten. De schrik voor de bacterie zit er zo in dat het in Europa de quarantainestatus heeft. ‘Als ze xylella in je boomgaard aantreffen, moeten binnen een straal van 100 meter alle planten worden gerooid’, legt masterstudent Hetty Huijs (Biotechnology) uit.
Xylencer heet het project, een samentrekking van Xylella fatidiosa en silence (stilte), waarmee Wageningen dit jaar deelneemt aan de internationale competitie voor synthetische biologie iGEM. Kern van de aanpak die de studenten hebben ontwikkeld is de bacterie met genetisch gemodificeerde bacteriofagen te lijf te gaan. Bacteriofagen (kort: fagen) zijn virussen die bacteriën gebruiken om zich te vermenigvuldigen.
Wij laten een eiwit vrijkomen dat de plant erop attendeert: er is iets mis, het immuunsysteem moet geactiveerd worden
Cleo Bagchus
De bacterie doet zijn verwoestende werk door zich in de houtvaten van de plant te nestelen. Daar wordt de sapstroom verstoort, met verdroging en uiteindelijk de dood tot gevolg. Een bestrijdingsmethode is er niet. Een mooie uitdaging dus voor de iGEM’ers om hun tanden in te zetten, voegt Cleo Bagchus (master Biotechnology en Molecular Life Sciences) toe. ‘Het probleem moest ernstig genoeg zijn; dat doet het goed in de wedstrijd.’
Infectie
De studenten focussen zich op de druiventeelt, waar de infectie plaatsvindt via de dwergcicade. Daarbij worden genetisch aangepaste fagen, de natuurlijke vijanden van xylella, ingezet. Het genoom van de fagen wordt uitgebreid met de code voor een paar specifieke extra eiwitten. Eén van die eiwitten helpt het immuunsysteem van de waardplant te activeren, zodat het de bacterie wordt opgemerkt.
‘Xylella weet normaal het immuunsysteem van de plant te ontwijken’, legt Bagchus uit. ‘Wij laten een eiwit vrijkomen dat de plant erop attendeert: er is iets mis, het immuunsysteem moet geactiveerd worden. We geven het immuunsysteem dus een slinger.’ Een ander eiwit zorgt ervoor dat het virus net als de bacterie makkelijk aan de dwergcicade bindt. ‘We gebruiken hetzelfde bindingseiwit, zodat niet alleen de xylella maar ook de faag wordt verspreid.’
Handige truc
Oftewel: de oplossing verspreidt zich net zo makkelijk en langs dezelfde weg (de dwergcicade) als de plaag. Een handige truc, licht Huijs toe. ‘Fagen aanbrengen op een boom is best lastig. Zeker als je dat boom voor boom moet doen. Het is moeilijk om alle plekken te bereiken waar de bacterie kan komen. Daarom hebben we deze zelfverspreidende faag bedacht.’ Dat is de theorie. Of het allemaal in de praktijk zo werkt, moet nog blijken.
+++++++
Peter Bonants (Bio-interacties en Plantgezondheid) noemt de aanpak van de studenten interessant. Hij heeft er net zelf een driejarig Top-sector onderzoek naar Xylella opzitten. De studie richtte zich op de diagnostiek van de bacterie. ‘Hoe toon je ‘m zo snel en nauwkeurig mogelijk aan. En hoe verspreid de bacterie zich op enkele waardplanten.’ De bacterie rukt op in Europa, maar komt in ons land nog niet voor. ‘Gelukkig niet’, zegt Bonants, ‘ want dan heb je de poppen echt aan het dansen.’ Xylella is niet voor niks een quarantaineziekte. De gevolgen zijn ingrijpend. Bonants zet overigens vraagtekens bij de praktische toepasbaarheid van de faagtherapie. ‘Fagen zijn vaak heel specifiek. En het is toch gmo hè. Dat ligt gevoelig.’
+++++++
Het iGEM-team van Xylencer bestaat uit tien Wageningse masters en een bachelor. De groep werd dit voorjaar gevormd. Met ingang van mei werken de studenten fulltime aan hun project, dat als bachelor- of masterthesis wordt gewaardeerd. In september is een go/no go ingelast en wordt bekeken of de aanpak rijp en succesvol genoeg is om begin november bij de finale in Boston te presenteren. Wageningen kwam tot nu toe nooit verder dan een tweede plaats.
Aan de uitvoering van het werk zijn kosten verbonden. Een deel van die kosten wordt met crowdfunding bij elkaar gesprokkeld. Over een paar weken gaat die inzameling van start op het crowdfundingplatform van WUR. Meer informatie over het project is te vinden op de website.