Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Onderzoekers van de Universiteit van Okayama in Japan hebben het DNA van gerst aangepast. De gemuteerde graansoort ontkiemt later en levert lekkerder bier op.
Ieder jaar kampt de bierindustrie met hetzelfde probleem: kilo’s gerst ontkiemen veel te vroeg. Dat is vervelend, want voor een lekker pilsje of speciaalbiertje heb je zaadjes nodig die nog in kiemrust zijn. In deze sluimerstand zijn de benodigde enzymen voor de productie van alcohol al geactiveerd, maar heeft het zaadje nog geen signaal gekregen om uit te groeien tot een plant.
Dat seintje krijgt het zaad met zware regenval, die ieder jaar heviger wordt door klimaatverandering. Dat zorgt voor meer ontkiemde zaadjes en dus een lagere opbrengst voor de boeren. Gelukkig voor hen hebben onderzoekers van de Universiteit van Okayama gerst ontwikkeld die bestand is tegen extreme weersomstandigheden, schrijven ze in het wetenschappelijk blad Plant Biotechnology Journal.
Lees ook:
- ‘Nieuw DNA-methode is nauwkeuriger dan CRISPR’
- Quiz: test je kennis over DNA
- Niet alle DNA-foutjes zijn kwalijk voor de mens
Qsd1 en qsd2
Eerder onderzoek toonde aan dat de gerstgenen qsd1 en qsd2 verantwoordelijk zijn voor het ontspruiten van de zaden. Dit zijn dan ook de genen die het Japanse onderzoeksteam heeft aangepast. Dat deed het met de populaire DNA-technologie: CRISPR/Cas. Cas is een moleculair schaartje dat met behulp van een ‘DNA-gids’ op specifieke plaatsen knipt in een DNA-streng. Onderzoekers voegen een sjabloon toe dat de gewenste DNA-onderdeeltjes bevat. Vervolgens gaat de cel zelf aan de slag door het opengeknipte deel van de DNA-streng te modificeren met dit sjabloon. CRISPR-Cas kan dus heel specifiek DNA bewerken.
Met dit minuscule gereedschap hebben de biologen verschillende mutaties gemaakt. In sommige gerstzaadjes werd of alleen qsd1 of alleen qsd2 aangepast. Dit zijn de enkele mutaties. De dubbele mutaties ontstonden wanneer beide genen aangepast werden in één zaadje.
Beter bier
Het team vergeleek de ontkieming van genetisch gemodificeerde én de normale gerst met elkaar. Zoals verwacht bleven de genetisch gemanipuleerde zaadjes langer in kiemrust, ook tijdens blootstelling aan grote hoeveelheden water. Deze mutanten ‘ontwaakten’ met koude temperaturen rond de 4 graden Celsius of met een waterstofperoxide oplossing van 3 procent. Het feit dat de zaadjes wakker schrikken van dit steriele middel, geeft aan dat ze inderdaad op een soort stand-by staan en niet dood zijn.
Maar tussen de mutaties waren ook veel verschillen te bemerken. Zo viel op dat de enkele qsd1-mutatie het graan in een minder diepe ‘slaap’ brengt ten opzichte van de andere mutaties. Professor Hiroshi Hisano, hoofd van het onderzoek, liet weten in een persbericht: “We konden CRISPR-Cas met succes gebruiken om gerstmutanten te produceren die resistent zijn tegen vroegtijdige ontkieming. We hebben ook aangetoond dat qsd2 een belangrijkere rol speelt in het ontkiemingsproces dan qsd1.”
En dat is goed nieuws. Deze inzichten kunnen de lage opbrengsten verhelpen waarmee landbouwers en bierbrouwers wereldwijd worden geconfronteerd. Zo zitten de boeren niet meer op zwart, maar genetisch gemodificeerd zaad.
Bronnen: Plant Biotechnology Journal, EurekAlert!
Beeld: Universiteit van Okayama