Floriografie, beter bekend als de taal van bloemen, verwijst niet naar een communicatiemethode tussen planten. Het is eerder de gewoonte uit het Victoriaanse tijdperk om gearrangeerde bloemen te schenken om een gecodeerde boodschap over te brengen: een rode roos voor liefde, een witte tulp voor vergiffenis – dingen waarmee u deze komende Valentijnsdag misschien vertrouwd wilt zijn.
Lang voor deze idyllische periode van floriografie stond een bijzonder symbolische bloem: de blauwe roos.
Blauwe rozen zijn in meerdere culturen opgedoken om iets onmogelijks aan te duiden, een niet-bestaand object. Ondanks de vele prachtige kleuren die een roos kan hebben, van dieprood tot crèmekleurig beige, komt een blauwgekleurde roos in de natuur niet voor. De Rosaceae plantenfamilie, waartoe rozen behoren, is niet in staat anthocyanine aan te maken, het pigment dat verantwoordelijk is voor het geven van een blauwe kleur aan andere planten zoals viooltjes. Tot grote ergernis van tuinbouwers eeuwenlang, kon zonder een gen dat in staat is het pigment te produceren, geen enkele hoeveelheid selectieve veredeling ooit leiden tot een blauwe roos. Maar met een beter begrip van de moleculaire biologie van rozen, gekoppeld aan de toepassing van genetische manipulatietechnieken, kan deze bijzondere “blauwe roos” van een taak binnenkort worden bereikt.
In de afgelopen decennia zijn er twee belangrijke biotechnologische doorbraken geweest met betrekking tot de creatie van de blauwe roos. Het eerste en meest succesvolle verhaal is van Suntory, een Japans distributiebedrijf, dat zijn tenen in het rijk van de biotechnologie waagde. Aanvankelijk moesten verschillende genen worden geïsoleerd die verantwoordelijk zijn voor de specifieke blauwe anthocyanine. Na jaren van inspanningen werden deze genen met succes in de roos geïntroduceerd, maar er moesten twee problemen worden aangepakt.
Ten eerste moesten de juridische en ethische hordes worden genomen die het werken met en het op de markt brengen van een genetisch gemodificeerd organisme, of GMO, met zich meebrengt. Dit is een onderwerp dat de meeste mensen wel kennen, maar meestal in de context van dingen die voor consumptie zijn gemaakt. Aangezien de grootste argumenten tegen een GGO meestal vanuit het oogpunt van de voedselveiligheid worden aangevoerd, zou iets dat louter voor de esthetiek is gemaakt, dan dezelfde hindernissen moeten nemen? Het Protocol van Cartagena inzake bioveiligheid is een internationale overeenkomst die de behandeling en het gebruik van GGO’s voorschrijft, ongeacht het doel ervan. In het geval van de blauwe rozen betekende dit dat ervoor moest worden gezorgd dat er geen schadelijke gevolgen waren voor de insectenpopulaties, en dat de verspreiding van de getransplanteerde genen door kruisbestuiving met andere planten moest worden voorkomen.
Het tweede probleem waarmee wetenschappers werden geconfronteerd, was de levensduur van het pigment zelf. Hoewel de rozen in staat waren anthocyanen aan te maken, behielden ze niet noodzakelijkerwijs een blauwe kleur. Door de plaats waar het pigment zich in de cel ophoopte, kon de bijbehorende pH de blauwe tint veranderen in meer roze. Een soortgelijk fenomeen is waargenomen bij hortensia’s, gebaseerd op de pH en de metaalionen die in de grond beschikbaar zijn!
Na het experimenteren met verschillende genexpressiecombinaties in meer dan 40 rozenvariëteiten, werd een stabiele transgene lijn geboren die bekend staat als de Applause Blue Rose van Suntry. Deze variëteit wordt aangeprezen als de eerste “blauwe roos”, maar door de vorming en plaatsing van pigmenten, lijkt ze eerder mauve dan het opvallende azuurblauw van de daghemel. Hoewel het niet de exacte gewenste kleur is, is het toch uniek ten opzichte van alle andere natuurlijk gevormde rozen, en razend populair.
De tweede biotechnologische vooruitgang in de richting van blauwe rozen is een vluchtig proof-of-concept-paper dat augustus 2019 is gepubliceerd in ACS Synthetic Biology. In dit werk, in plaats van genetische manipulatie te gebruiken om pigmentroutes te veranderen, keken ze naar bacteriële enzymen. Er werd een construct gemaakt in Agrobacterium, een bacterie die in staat is planten te infiltreren. Deze bacterie brengt een enzym tot expressie dat L-glutamine, een aminozuur dat zowel door planten als dieren wordt gebruikt om eiwitten op te bouwen, omzet in het blauwe pigment indigoidine. De eerste proeven hiermee bleken te werken, en het inbrengen van de bacterie in de bloemknop resulteerde in het ontluiken van blauwe bloemblaadjes.
Hoewel deze resultaten niet de opvallende volle bloemkleur opleveren die te zien is bij de Applause-variëteit, levert het een veel blauwere tint op en vormt het de basis voor wat wetenschappers hopen op een doorbraak in de bloemenlandbouw. Als zodanig betekent de blauwe roos misschien “onmogelijk” in de taal van de bloemen, maar om Vanna Bonta te citeren, “‘Onmogelijk’ is geen wetenschappelijke term.”
Over de auteur
Jeremy Duke is promovendus Biochemie en Moleculaire Biologie aan de UGA en richt zich op de ontwikkeling van glycoconjugaatvaccins. Hij heeft een heerlijk eclectische muzieksmaak en houdt ervan om kostuums te maken en te lezen als er geen pipet in de hand is. Hij kan gecontacteerd worden op [email protected]. Meer van Jeremy Duke.
