Wetenschappers creëren met de gentechniek CRISPR-Cas een populier die minder lignine aanmaakt en daardoor milieuvriendelijker te verwerken is tot papier of bio-plastic.
De met CRISPR-Cas gewijzigde populier bevat tien procent minder lignine. ‘Dat is het cement in de plant, dat zorgt voor de stevigheid van celwanden’, zegt Wout Boerjan (VIB-UGent Centrum voor Plantensysteembiologie). ‘Lignine bemoeilijkt echter de verwerking van hout tot producten zoals papier.’
‘Hout bestaat uit cellulose en lignine’, legt Boerjan uit. ‘Van de cellulose kan je papier maken. Of je kan ze na omzetting tot glucose gebruiken als voedsel voor gisten of bacteriën die er bio-brandstof of bouwstenen voor bio-plastics van maken. Daarvoor moet je wel eerst met chemische processen onder hoge temperatuur de lignine uit het versnipperde hout verwijderen. Hoe minder lignine, hoe makkelijker dat proces verloopt.’
Gen gedeeltelijk uitgeschakeld
De wetenschappers brachten met de gentechniek CRISPR-Cas een wijziging aan in het CCR-gen, cruciaal bij de aanmaak van lignine. ‘Elke plant beschikt over twee exemplaren van het gen’, zegt Boerjan. ‘Met CRISPR-Cas slaagden we erin om één exemplaar uit te schakelen. In de andere kopie wijzigden we de code voor twee aminozuren.’ Het resultaat is een boompje dat met tien procent minder lignine even goed groeit. ‘Dat heeft tot gevolg dat je met eenzelfde behandeling 40 procent meer cellulose kan omzetten tot glucose’, aldus Boerjan.
Op de foto, van links naar rechts: een gewone populier, CRISPR-populier met beide CCR-kopieën uitgeschakeld, CRISPR-populier met één kopie uitgeschakeld en één kopie gewijzigd, maar op de foute plaats, CRISPR-populier met één kopie uitschakeld en één kopie met geslaagde wijziging.
Eerder slaagden de onderzoekers er al in om met behulp van een andere techniek hetzelfde gen gedeeltelijk uit te schakelen. ‘Dat leidde tot een reductie van het ligninegehalte met 20 procent’, vertelt Boerjan. ‘Maar niet alle bomen behielden die gewenste eigenschap en bovendien groeiden ze in het veld minder goed.’
De volgende stap is nu de CRISPR-boompjes te testen in het veld. ‘In de serre groeien de bomen bij continu licht, zonder invloed van weer en wind’, zegt Boerjan. ‘Het valt nog af te wachten of we in het veld dezelfde afname van het ligninegehalte zien.’
