persbericht / nr. 2002-17, 7 oktober 2002
Combinatie metabolomics en genetische modificatie blijkt krachtig hulpmiddel
voor onderzoek
De combinatie van het grootschalig analyseren van inhoudstoffen van
planten (metabolomics) en het genetisch modificeren van planten is
uitstekend geschikt om de biosynthese van inhoudsstoffen te
onderzoeken. Dat blijkt uit het proefschrift van Joost Lücker, die
op 8 oktober 2002 aan Wageningen Universiteit hoopt te promoveren.
Lücker onderzocht de synthese van zogenaamde monoterpenen,
belangrijke inhoudstoffen van planten. Hij levert met zijn
onderzoek een grote bijdrage aan het doorgronden en sturen va de
biosynthese van deze stoffen in planten.
Monoterpenen zijn geur- en smaakstoffen van planten. Het zijn kleine,
vluchtige en in vet oplosbare stoffen waarvan duizenden verschillende
structuren bekend zijn. Ze zijn betrokken bij de interactie tussen
planten en insecten, planten en micro-organismen en tussen planten
onderling. Vele monoterpenen, zoals bijvoorbeeld menthol, limoneen en
linalool, zijn tevens van commercieel belang omdat ze veel toegepast
worden in voedsel en dranken, parfums en cosmetica, maar ook in veel
schoonmaakmiddelen. In bloemen dragen ze bij aan de karakteristieke
geur, die van belang is voor de bestuiving maar ook voor de waarde als
snijbloemen.
Lücker gebruikte de metabolomics-faciliteiten van Plant Research
International voor de analyse van monoterpenen en andere belangrijke
componenten in extracten en door planten afgegeven geurstoffen.
Via genetische modificatie lukte het Lücker om planten die van
zichzelf geen monoterpenen maken, uit te rusten met genen voor
bepaalde enzymen, en de planten zo aan te zetten tot het produceren
van monoterpenen. Bij planten die van zichzelf al monoterpenen maken
introduceerde hij genen voor extra enzymen. De biosynthese van de
monoterpenen kon daarmee effectief gestuurd worden: de planten bleken
inderdaad nieuwe monoterpenen te kunnen maken.
Lücker maakte onder andere gebruik van de genen die verantwoordelijk
zijn voor de synthese van monoterpenen in citroenen, vruchten die erg
veel monoterpenen bevatten. Hij isoleerde vier genen die coderen voor
enzymen (monoterpeen-synthases) die samen verantwoordelijk bleken te
zijn voor de biosynthese van 90% van de stoffen die in de essentiële
olie van citroenschillen voorkomen.
Lücker bewees de werking van deze enzymen door de genen in bacteriën
in te bouwen en de aldus gevormde enzymen en producten te
karakteriseren via metobolomics-technieken.
Daarna gebruikte Lücker de genen voor het sturen van de
monoterpeen-synthese van tabaksplanten. Via genetische modificatie en
gerichte kruisingen lukte het hem om planten te ontwikkelen die in
staat zijn om drie nieuwe enzymen te produceren. Het
geurstoffen-profiel van de tabaksplanten bleek daarmee aanzienlijk
veranderd te kunnen worden: de bladeren en bloemen gaven aanzienlijke
hoeveelheden nieuwe monoterpenen af. Deze resultaten bieden
perspectief voor de verbetering van geur en smaak van planten en voor
het verminderen van hun vatbaarheid voor schimmels en insecten.
---