Blogger: Simon Hendriks
Het is buiten zonnig, 28 graden en perfect vakantie weer! Toch sta ik hier binnen op het lab al anderhalf uur zaadjes ter grootte van zandkorrels met een tandenstoker in stukjes steenwol te drukken. “Ga experimenten op planten doen” zeiden ze. “Gebruik de zandraket” zeiden ze. “Wordt leuk” zeiden ze. Dit is ook wetenschap.
Gelukkig zorgt dit geestdodende fabriekswerk ervoor dat ik genoeg tijd heb om na te denken over wat we als iGEM-team ook al weer proberen te bereiken: de bloei van kersenbomen uitstellen om de kans op vorstschade te verkleinen. Waarom? We zien dat planten steeds eerder gaan bloeien door klimaatverandering en daardoor neemt de kans op oogstverlies door vorstschade flink toe.
Ons plan de campagne is als volgt: we willen de van nature in de grond voorkomende bacterie Pseudomonas fluorescens zo aanpassen dat deze een plantenhormoon aanmaakt die de bloei van kersenbomen uitstelt. Daarvoor moet onze genetisch gemodificeerde bacterie eerst nog wel het wortelstelsel van de plant koloniseren. Als dit lukt, gaan ze het plantenhormoon injecteren in de wortels. Dit kunnen we helaas niet op echte fruitbomen testen, dus doen we dat op de zandraket (Arabidopsis thaliana). Een veelgebruikte plant voor wetenschappelijk onderzoek.
“Hoe dan?” Hoor ik je denken. Nou, als eerste gaan we kijken of ons concept eigenlijk wel realistisch is. Dus gaan we bewijs verzamelen met experimenten in het lab. Veiligheid in de boomgaard is daarbij belangrijk, want we werken natuurlijk wel met een gemodificeerd organisme (GMO) en we willen niet dat deze ‘ontsnapt’. Om te zorgen dat de bacterie niet kan overspringen op andere planten, passen we hem daarom zo aan dat hij niet kan overleven zonder een speciaal stofje dat je zelf aan de bodem moet toevoegen. Daardoor blijft hij lekker dicht bij huis.
Ook moet onze bacterie geactiveerd worden voordat zij het plantenhormoon gaat produceren. Daarvoor moeten alle omstandigheden goed zijn, anders werkt het niet. Om te zorgen dat onze bacterie het plantenhormoon aan gaat maken, zijn er twee voorwaarden. Als eerste moeten er voldoende van zijn broertjes en zusjes in zijn buurt zijn. En verder moeten de wortels van de plant zo dichtbij zijn dat de bacterie ze kan ‘voelen’. Alleen dan begint de productie.
Als we het dan toch over veiligheid hebben, is een soort centrale uit-knop eigenlijk wel verplicht. Een die de productie van het plantenhormoon stopt en gewoon door fruitboeren zelf gebruikt kan worden. Dus wanneer ze vinden dat het klaar is met bloeivertraging, kunnen ze gewoon een stofje toevoegen aan het irrigatiewater die de bacterie onmiddellijk zelfvernietiging (apoptose) laat plegen. Achteraf kan de boer dan met een soort corona-test, die we zelf ontwikkelen, kijken of de bacterie daadwerkelijk weg is.
Natuurlijk is effectiviteit ook heel belangrijk. Hiervoor kijken we bijvoorbeeld naar welk plantenhormoon überhaupt het beste werkt en hoe we deze het efficiëntst mogelijk kunnen produceren en injecteren. Ook kijken we goed naar hoe het hormoon zich door de plant heen beweegt. Dat onderzoeken we allemaal op onze testplant, de zandraket.
Daarnaast willen we voorspellen hoe onze bacterie zich in de bodem gedraagt en welke invloed factoren zoals de temperatuur op de werking van onze oplossing hebben. Dus is een deel van ons team hard in de weer met het maken van computermodellen. Zo kunnen we voorspellingen doen, zonder van onze bureaustoel af te komen. Deze gegevens zijn belangrijk voor de boer zodat hij of zij weet wanneer en hoe ons product gebruikt moet worden. Al met al een hele kluif dus!
Nieuwsgierig naar onze voortgang? Of heb je nog meer vragen? Volg ons dan en stuur gerust een DM op https://www.instagram.com/igem.wageningen/