Dieppaarse tomaten dankzij een rode bietenpigment

Enkele onderzoekers van het Leibniz-Instituut voor Plantenbiochemie (IPB) in Halle, Duitsland, hebben onlangs paarse tomaten gecreëerd door gebruik te maken van genetische manipulatiemethoden. Hiervoor hebben ze de genen die verantwoordelijk zijn voor de biosynthese van betanine (bietenrood) in de planten ingebracht en geactiveerd in het rijpende fruit. Tomaten produceren zelf geen betanine, maar de stof wordt gewonnen uit rode bieten en gebruikt als natuurlijke kleurstof. Dergelijke genetische manipulatiemethoden voor de productie van stoffen in speciaal ontwikkelde teeltsystemen zullen in de toekomst een belangrijke rol gaan spelen, vooral bij de productie van medicijnen. De productie van vaccins en antilichamen uit planten is nu al een zeer actief onderzoeksgebied.

Het hoofddoel van dit onderzoek was dan ook niet het creëren van een nieuw tomatenras voor consumptie, maar het perfectioneren van genetische manipulatiemethoden, die veel gemakkelijker te analyseren zijn door hiervoor een eenvoudig zichtbaar pigment te produceren. Planten zijn zeer efficiënte productiesystemen, maar zitten tegelijk ook erg ingewikkeld in elkaar. Ze hebben onder meer een groot aantal regulerende mechanismen die soms het hele biosyntheseproces van de te produceren stof kunnen vertragen. "Deze complexe feedbackmechanismen zijn nog steeds moeilijk te doorgronden", legt hoofdonderzoeker Sylvestre Marillonnet, uit. "Hier moet dus nog veel onderzoek naar worden gedaan."

Zelfs bij betanine moesten er veel stappen worden gemaakt en aanpassingen worden gedaan om ervoor te zorgen dat de planten de gewenste synthetische opbrengst konden halen. De onderzoekers in Hall hebben niet alleen de drie genen die nodig zijn voor de biosynthese van betanine in tomatenplanten ingebracht, maar ook verschillende genetische schakelaars ingebracht, waardoor de ingevoegde genen alleen in het fruit en op precies hetzelfde moment tijdens het rijpen konden worden geactiveerd. De productie en opbrengst van betanine in het fruit was aanvankelijk echter minimaal. Een hoger pigmentbiosyntheseniveau kon alleen worden gehandhaafd door een vierde gen in te brengen, dat zorgt voor de toevoer van een belangrijke precursorstof, een 'voorloper'. Het resultaat is een dieppaarse tomaat, die nog meer betanine bevat dan rode bieten.

Aanvankelijk leverde het onderzoek van de Halle-onderzoekers belangrijke nieuwe inzichten op op het gebied van genetische manipulatiemethoden. "De gemanipuleerde tomaten zijn echter ook volkomen veilig voor consumptie en zelfs goed voor de gezondheid. Dit komt omdat betanine, net als veel andere pigmenten, een sterk antioxiderende werking heeft. Paars fruit zou ook een bron kunnen zijn van betanine, een kleurstof voor levensmiddelen. Het gebruik van tomatenbetanine voor het kleuren van yoghurt en limonades heeft veelbelovende resultaten opgeleverd.

Behalve zich bezighouden met genetische manipulatie, dat wil zeggen de productie van stoffen in planten, doet het IPB uitgebreid onderzoek naar alle conventionele methoden om actieve ingrediënten uit planten te kunnen destilleren. Dit omvat zowel traditionele organische synthese als de ontwikkeling van biotechnologische methoden om de gewenste producten te kunnen produceren met behulp van bacteriën of gist. Ook de relatief jonge, maar veelbelovende methode van biokatalyse wordt op het instituut onderzocht. Bij deze methode wordt genetische manipulatie ingezet om de genen van de biosynthetische enzymen van planten te kunnen modificeren om nieuwe enzymen met de gewenste eigenschappen te kunnen creëren. Deze nieuwe enzymen worden gebruikt om nieuwe syntheseprocessen te ontwerpen voor de gewenste producten in de reageerbuis. De gekozen methode hangt af van de structurele eigenschappen van de te produceren stof. Sommige plantaardige stoffen als morfine en andere opiaten, hebben zo'n complexe structuur dat het goedkoper is om ze rechtstreeks uit de plant zelf te extraheren.

Voor meer informatie: 
Dr. Sylvestre Marillonnet
Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie
sylvestre.Marillonnet@ipb-halle.de 

Foto: © Sylvestre Marillonnet, IPB


Publicatiedatum:



Ook onze nieuwsbrief ontvangen? | Klik hier


Ander nieuws uit deze sector:


Twitter Rss LinkedIn

© AGF.nl 2021

Schrijf je in voor onze dagelijkse nieuwsbrief om al het laatste nieuws direct per e-mail te ontvangen!

Inschrijven Ik ben al ingeschreven