Direct naar de content

Is het wel veilig, dat CRISPR-Cas in je gewas?

Auteur: Tanja Speek
Gepubliceerd op:

Genetische technieken veranderen het DNA, bedoeld en onbedoeld. Het kan onverwachte verandering in een gewas opleveren: misschien wordt de plant er wel giftig van, of ontstaan er nieuwe allergenen. Risico’s zijn niet uit te sluiten. Maar bij klassieke veredeling en zelfs voortplanting in de natuur gebeurt dat ook. Hoe groot is het gevaar van knutselen met DNA?

Begin juli van dit jaar komt de EU-commissie met een nieuw wetsvoorstel over toelating van gentechnieken bij veredeling van gewassen. De huidige wetgeving in Europa over genetisch gemodificeerde (gg-)gewassen is van 2001 en veel strenger dan de regels in andere landen. Sinds die tijd is er veel veranderd, ook op het gebied van techniek voor het aanpassen van DNA in gewassen. Dit werd nog duidelijker met de ontdekking van de CRISPR-Cas techniek tien jaar geleden. In de serie ‘CRISPR-Cas in je gewas’ gaat Biotechnologie.nl dieper in op de achtergronden bij dit nieuwe wetsvoorstel.

Negen doorgesneden grapefruits in een vierkant op een groene achtergrond.

De grapefruits die je kunt kopen bij de supermarkt zijn ontstaan door ze bewust met radioactieve straling te bombarderen. Zo ontstond de felgekleurde variant. Deze techniek heet mutagenese en is toegestaan zonder dat extra controles of het wel veilig is gevraagd worden.

Rozerood vruchtvlees, sappig en vol gezonde vitamines. Het maakt de grapefruit een aantrekkelijk tussendoortje. Maar onze geliefde grapefruit is op een bijzondere manier ontstaan. Het DNA van een eerdere variant van de vrucht is bewust gebombardeerd met radioactieve straling, om willekeurige veranderingen op te wekken. Dat klinkt misschien akelig, maar uit ervaring blijkt dat een veilig eetbare vrucht op te leveren.

Deze zogeheten mutagenese-techniek is een van de opties in de gereedschapskist van de moderne veredelaar. Nu de EU opnieuw wil kijken naar de toelating van bepaalde genetische modificatie-technieken, is het relevant om goed te snappen hoe het zit met de veiligheid van deze nieuwe technieken. Op welk vlak liggen de risico’s voor mens en milieu, hoe groot zijn deze risico’s en zijn ze anders bij klassieke veredeling of andere genmodificatie-technieken?

Cisgenese

Er zijn twee belangrijke zorgen om naar te kijken wanneer het aankomt op risico’s van genetisch gemodificeerde (GM) gewassen.  Allereerst telt de vraag of het nieuwe ras veilig is om te eten. Daarnaast staat de vraag of de nieuwe plant geen schade aan het milieu brengt, bijvoorbeeld doordat het gewas mogelijk gaat kruisen met wilde verwanten en zo mogelijk de wilde populatie verandert. Hoogleraar Plantenveredeling aan de Wageningen Universiteit Richard Visser legt uit wat de risico’s zijn waar het in deze discussies over gaat.

Hiervoor onderscheiden we eerst even de transgene aanpassingen van de zogenaamde cisgene aanpassingen. “Transgene aanpassingen zijn uitgevoerd met soortvreemd DNA, zoals bacterie-DNA in een maisplant. Cisgene aanpassingen gaan over soorteigen DNA, bijvoorbeeld het inbouwen van een resistentiegen van een aardappelplant in een ander ras van een aardappel.”

De discussie over versoepeling van de toelating waar de EU zich over gaat buigen, gaat nu enkel over deze cisgene aanpassingen. De risico’s van soortvreemd DNA hoeven dus niet beoordeeld te worden. En dat scheelt al veel.

Natuurlijke veranderingen

Wat kunnen DNA-veranderingen op zich dan nog voor risico opleveren? Visser: “Veranderingen in het DNA zijn volstrekt natuurlijk en meestal zonder gevolgen. Toch kunnen zelfs kleine veranderingen in het DNA grote gevolgen hebben.” En dat kan in uitzonderlijke gevallen zelfs gevolgen hebben voor de eetbaarheid van een gewas.

Een jute zak met aardappelen.

De oorspronkelijke aardappels bevatten vrij veel solanine, een stof waar mensen ziek van kunnen worden. Bij klassieke veredeling zijn wel eens rassen ontstaan die weer een hoger gehalte aan solanine bevatten.

 

Een belangrijk voorbeeld is het aanmaken van solanine in aardappel. Deze giftige stof komt van nature voor in aardappelen. In de oorspronkelijke, natuurlijke planten zelfs in vrij hoge concentraties. In de aardappelen die wij nu kennen is er geen risico, zeker niet als je groene plekjes en uitlopers netjes wegsnijdt. “Maar, er zijn enkele gevallen bekend van nieuwe rassen waarin de concentratie solanine zo hoog was dat het niet viel uit te sluiten dat mensen er ziek van konden worden. Die nieuwe rassen zijn dan ook nooit op de markt gekomen of vrij snel weer van de markt verdwenen”, aldus Visser.

Let op, dit gaat nog over klassiek veredelde rassen. Door toeval ontstond er een verandering in het DNA, waardoor de plant meer solanine aanmaakt. Visser: “Hierdoor zijn er wettelijke eisen gekomen aan de hoeveelheid solanine die een nieuw aardappelras mag bevatten.” Het is een grote uitzondering, voor andere voedselgewassen bestaat dit niet. Vanwege honderden tot duizenden jaren ervaring met veredeling van gewassen met een zogenaamde ‘geschiedenis van veilig gebruik’ hebben experts afgesproken dat er daarom bij klassieke veredeling geen extra regels nodig zijn.

Precisie-instrument

De vraag die hierop volgt is, of deze risico’s groter zijn bij genetisch gemodificeerde gewassen. Hiervoor kijken we eerst naar de oudere GM-technieken om een gewas aan te passen, zoals genen inbouwen met de hulp van de bacterie Agrobacterium tumefaciens. Een nadeel van die methode is dat het nieuwe gen op willekeurige plekken in het DNA van de plant terecht komt. Dat verstoort hoe leesbaar het DNA op die plek is. En dat kan gevolgen hebben voor de plant, dat een gen niet of juist anders werkt. Die onzekerheid droeg bij aan de zeer strenge toelating in de EU voor GM-gewassen.

Wat is CRISPR-Cas

CRISPR-Cas is een soort DNA-schaartje dat is gevonden in een bacterie. Het kan heel gericht DNA op een gewenste plek open knippen, er een nieuw stuk inzetten en het dan ook weer dicht plakken. Het potentieel van deze techniek die pas tien jaar bekend is, is enorm. Lees er meer over op deze pagina.

Toen kwam CRISPR-Cas. “Het werkt een stuk preciezer dan de andere technieken om het DNA aan te passen. Met CRISPR-Cas kun je sturen waar het nieuwe stuk DNA in het bestaande plantengenoom moet komen.” Daarnaast heeft CRISPR-Cas nog een belangrijk voordeel: in plaats van hele stukken ‘nieuw’ DNA in te bouwen, kun je het ook gebruiken om alleen heel kleine stukjes aan te passen, gene-editing heet dat. “Soms zie je dat bijvoorbeeld resistentie-genen in planten nog wel aanwezig zijn, maar niet meer werken. Dat is met CRISPR-Cas zo aan te passen. Met deze techniek is aan het DNA eigenlijk niet meer te zien of de aanpassingen door gentechnieken zijn ontstaan of door klassieke veredeling.”

Pijnlijk contrast

Gaan we weer even terug naar de grapefruit. Gericht aanpassen van het DNA met CRISPR-Cas is een stuk minder ingrijpend voor de genetische code dan het bombarderen ervan met straling of chemische middelen, die talloze mutaties veroorzaakt en waarbij het maar hopen is dat er een interessante variatie tussen zit. Een pijnlijk contrast, want de mutagenese-techniek is wel toegestaan en gentechniek met CRISPR-Cas vooralsnog niet. In 2018 bevestigde het Europese Hof nog eens die beslissing. Mutagenese wordt al toegepast sinds de jaren dertig van de vorige eeuw en kent een geschiedenis van veilig gebruik. CRISPR-Cas leek nog te nieuw en onbekend.

Deze afbeelding laat zien dat mutagenese door bestraling heel veel puntmutaties geeft in het DNA, reguliere kruising al veel minder, maar nieuwe genomische technieken het minst.

Mutaties treden altijd op bij kruising en veredeling van soorten. Bij mutagenese treden veel mutaties op, bij reguliere kruising een stuk minder. Bij nieuwe genomische technieken, waaronder CRISPR-Cas zijn dat er nog minder. Hiermee zijn juiste kleine, gerichte mutaties, gerichte deleties of gerichte inbreng van ander planteigen DNA mogelijk. Toch gelden op dit moment alleen voor mutagenese en traditionele kruising dat ze geen strenge regels kennen om toegelaten te worden op de markt.

Nicole van ’t Wout Hofland voor biotechnologie.nl en NEMO Kennislink via CC BY 2.0

Dan die andere grote zorg: effecten op het milieu. Daarin telt vooral de vraag of de plant kan verspreiden naar de natuur. Door zaden die buiten de akkers opkomen, of door pollen die kruisen met wilde verwanten. Ligt er een mogelijk gevaar voor een superonkruid op de loer?

Bij klassiek veredelde planten bestaan er geen regels om extra te controleren op deze risico’s, dus in theorie zou het kunnen. Gewassen zijn geselecteerd om hard te kunnen groeien, of kunnen hun geselecteerde eigenschappen verspreiden door te kruisen met wilde verwanten. In de praktijk komt dit niet voor. Wederom telt die langdurige ervaring van veilig gebruik. Het is onlogisch om dat bij cisgene gewassen anders in te schatten. Immers, het resultaat van de aanpassing is vergelijkbaar met klassieke veredeling.

Uitsluiten

Bij transgene gewassen zit dat volgens Visser wel wat anders: “Daarbij is het de afgelopen veertig jaar altijd een belangrijk issue geweest.” Neem het voorbeeld van de mais- of koolzaadgewassen die het Bt-gen kregen via transgene modificatie. Dit gen dat eigenlijk uit bacteriën komt, zorgt ervoor dat de planten een gifstof tegen insecten aanmaken en zo vraat voorkomen. Het is logisch dat overheden willen controleren of deze planten niet kruisen met wilde verwanten en zo deze soortvreemde eigenschap naar de natuur verspreiden. Uit onderzoek en ervaringen blijkt dat de risico’s van deze gewassen voor het milieu beperkt zijn. “Het bleek typisch een terecht issue om te onderzoeken, dat eigenlijk in alle gevallen heeft uitgewezen dat de vrees onterecht was”, vervolgt Visser.

een bij onder de pollenkorrels in een gele bloem

Mogelijk kunnen genen van gewassen uitkruisen met wilde verwanten en zo in het milieu verspreiden. Gewassen die geen wilde verwanten hebben in Europa, kunnen dat hier in ieder geval niet.

 

Maar ook bij transgenese kun je veel risico’s van te voren al uitsluiten, vult Visser aan. “Gewassen als mais, aardappel en tomaat hebben in Europa geen wilde verwanten. Dus uitkruisen daarmee is gewoon niet mogelijk.” Een soort als koolzaad heeft wel wilde verwanten. Toch waarschuwt Visser om ook daar alleen maar in risico’s te denken. “Als je een gewas hebt aangepast op betere smaak voor de consument, is dat niet direct een risico voor wilde verwanten. Sterker nog, het is waarschijnlijk dat deze soort in het wild dan ook zwaarder wordt aangetast door herbivoren.”

Visser pleit daarom voor een andere benadering van de risico’s inschatten. “Het zou veel meer moeten gaan om een beoordeling van het product dat je maakt dan gedacht vanuit de techniek die je gebruikt. De risico’s die er kunnen zijn, hangen niet meer samen met de techniek, omdat de aanpassingen niet anders zijn dan bij klassieke veredeling.” Of de EU bereid is om de nieuwe technieken in de toelatingsprocedure op te nemen, verwachten we binnenkort te horen.                                         

Meer lezen?

Wil je meer lezen over de veiligheid van biotechnologische technieken? Het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat ontwikkelde de brochure ‘Biotechnologie en veiligheid’. Naast de kansen en risico’s van deze technieken voor gewasveredeling gaat het ook over de risico’s op overdracht van antibioticaresistentie bij micro-organismen of de milieurisico’s van aangepaste virussen voor kankerbehandelingen.

Deel dit artikel

Gerelateerde artikelen

  • CRISPR-Cas in je gewas: alleen onder strenge voorwaarden

    Al sinds haar introductie riep genetische modificatie controverse op, zeker bij toepassing in ons voedsel. Hoe denken Nederlanders er tegenwoordig over? We praten over publieke opvattingen richting GG-gewassen met Dr Lucien Hanssen, directeur van DEINING Maatschappelijke Communicatie en Governance.

    • CRISPR-Cas in je gewas
    • Duurzaamheid vergroten
    • Voedsel produceren
  • Zijn er al GMO’s in Europa?

    Als het aan de Europese Commissie ligt, zien we in de toekomst steeds vaker (kleine) genetische aanpassingen in de landbouwgewassen. Maar hoe zit dat nu, anno 2023? Hebben we al genetisch aanpaste producten in Europa? En misschien zelfs al in de schappen?

    • CRISPR-Cas in je gewas
    • Voedsel produceren
  • Wat kunnen we (niet) met CRISPR-Cas?

    Misschien heb je weleens gehoord van CRISPR-Cas, of simpelweg CRISPR. Het is een moleculair gereedschap dat DNA eenvoudig aanpast. Maar wat kunnen wetenschappers daar precies mee? En wat niet?

    • Voedsel produceren
    • Ziekten genezen
    • Ziekten voorkomen
Meer artikelen