Wetenschap - 18 april 2002

Virtuele bacterie voorspelt effect gentechnologie

Virtuele bacterie voorspelt effect gentechnologie

Dr Marcel Hoefnagel van het Wageningen Centre for Food Sciences bouwt modellen die voorspellen wat er met de stofwisseling van melkzuurbacteri?n gebeurt als je hun DNA verandert. Zo wil hij van biotechnologen echte technologen maken.

"We noemen ons wel biotechnologen, maar eigenlijk zijn we dat niet", zegt Hoefnagel. "Elektrotechnici kunnen van tevoren uitrekenen wat hun schakelingen zullen doen, maar als wij bacteri?n modificeren, dan doen we dat eigenlijk intu?tief. We kunnen niet van tevoren uitrekenen wat het effect van de ingreep zal zijn." Met zijn bacteriemodel moet dat veranderen.

In de virtuele bacteri?n van de proceskundige kun je genen voor enzymen uit- en aanschakelen, en vervolgens berekenen wat er dan gebeurt met de omzetting van suikers in melkzuur, azijnzuur, alcohol en smaakstoffen. In de april-editie van Microbology beschrijft Hoefnagel hoe zijn modelbacterie aangeeft wat moleculair biologen in melkzuurbacteri?n moeten veranderen om de aanmaak van smaakstoffen te verhogen.

In het artikel kijkt Hoefnagel naar diacetyl en aceto?ne, smaakstoffen in boter en kaas. Bacteri?n maken die maar in kleine hoeveelheden aan. Maar als het organisme door een genetische ingreep het enzym lactaatdehydrogenase niet meer produceert, dan stijgt de aanmaak. Het enzym zorgt voor de omzetting van suiker in melkzuur. Zonder het enzym heeft de bacterie meer grondstoffen om smaakstoffen te maken.

Die constatering is niet nieuw. Het uitschakelen van het gen voor lactaatdehydrogenase is een ingreep waarvan onderzoekers al zouden verwachten dat die resultaat zou hebben. "De kracht van het model is dat het aanwijst wat je moet veranderen om het metabolisme te krijgen dat je wilt", zegt Hoefnagel. "Dat hoeft dus niet meer op intu?tie te gebeuren. Het kunnen uitrekenen van de veranderingen door de ingreep is een bijkomend voordeel."

Technologen gebruiken Hoefnagels model al om de productie van acetaldehyde te voorspellen. Dat is de smaakstof die de yoghurtsmaak veroorzaakt. "In mijn model maakt de versleutelde bacterie van vier procent van zijn suikers azijnzuur. Bij echte organismen is dat tien procent. Het model is dus nog niet perfect." | W.K.

Re:ageer