’Planten gebruiken een levensgevaarlijke techniek om infecties te bestrijden’
Marijn Knip (38) ontwikkelde aan de UvA een nieuwe methode om het immuunsysteem van planten gericht te kunnen activeren. Door meer inzicht te krijgen in hoe het immuunsysteem van planten werkt, hoopt hij bij te dragen aan de ontwikkeling van planten die minder pesticiden nodig hebben.
Wat is er nieuw aan jouw onderzoek?
‘Met behulp van de nieuwe methode die ik samen met collega’s ontwikkelde is het mogelijk om enkel het zogenoemde zelfmoord-proces van planten te bestuderen, iets wat voorheen niet mogelijk was. Dit proces wordt geactiveerd zodra een ziekteverwekker probeert een plantencel binnen te dringen en hiervoor allerlei wapens uitspuit, stoffen die hem helpen de cel binnen te dringen. Zodra het immuunsysteem van de plant zo’n stof herkent, wordt er aan de noodrem getrokken en sterft de cel. Zo voorkomt de plant dat de ziekteverwekkers zich kunnen verspreiden naar omliggende cellen. Wel is het belangrijk dat dit proces nooit onnodig wordt geactiveerd, anders is het levensgevaarlijk voor de plant.’
Waarom is het belangrijk om dit ‘zelfmoord’- proces te onderzoeken?
‘Het immuunsysteem van planten werkt heel anders dan dat van mensen: als mensen worden blootgesteld aan nieuwe ziekteverwekkers dan passen onze antilichamen zich daar op aan – ons immuunsysteem is heel dynamisch. Bij planten is in hun DNA vastgelegd welke ziekteverwekkers ze kunnen herkennen en dat verandert niet tijdens hun leven. Door te achterhalen welke stukjes DNA zorgen voor een effectieve afweerreactie, kunnen kwekers hier in de toekomst op gaan selecteren. Zo kunnen er planten worden ontwikkeld die minder pesticiden nodig hebben en kan sterfte van gewassen worden voorkomen.’
Waarom kon dit voorheen niet worden bestudeerd?
‘Als je een ziekteverwekker op een plant aanbrengt, dan wordt niet alleen het “zelfmoord”-proces – beter bekend als de tweede laag van het immuunsysteem – geactiveerd, maar ook de generieke eerste laag van het immuunsysteem. Daarom kun je normaal gesproken niet goed de tweede laag van het immuunsysteem bestuderen, zonder dat je de effecten van de eerste laag ook ziet.’
Op welke manier kunnen jullie dit proces nu toch goed onderzoeken?
‘In ons model hebben we gebruik gemaakt van de plant Nicotiana benthamiana, een broertje van de tabaksplant. Deze hebben wij genetisch gemanipuleerd, zodat een gewenst gen overal in de plant aanwezig is. Om enkel het “zelfmoord”-proces van planten te activeren, hoeft er alleen een hormoon – genaamd dexamethasone – op deze planten te worden gesmeerd. Op deze manier is het ook mogelijk om gecontroleerd het proces in een groot deel van de plant tegelijk te activeren. Bij een infectie verspreiden bacteriën zich namelijk heel onregelmatig door een plant, waardoor het “zelfmoord”-proces niet in alle cellen tegelijkertijd wordt gestart. Daardoor is het lastig om vast te stellen welke stoffen er bij dit proces betrokken zijn, want zulke lage concentraties zijn lastig meetbaar. Met behulp van deze nieuwe techniek is dit wel mogelijk.’
