Onderzoekers hebben ontdekt dat epigenetische aanpassingen in planten verantwoordelijk zijn voor erfelijke eigenschappen. En dat is een doorbraak. “Het verandert de manier waarop wij tegen erfelijkheid aankijken. En het heeft mogelijk grote gevolgen,” aldus onderzoeker Frank Johannes.

Wie heeft het niet geleerd op school? DNA is de drager van onze erfelijke eigenschappen, geschreven in de DNA-code A, T, C en G. Toch blijkt nu dat deze erfelijke eigenschappen niet alleen vastliggen in de DNA-volgorde. Onderzoekers hebben aangetoond dat ook epigenetische aanpassingen van invloed kunnen zijn op eigenschappen als bloeitijd of structuur van planten. Deze aanpassingen zijn erfelijk en kunnen vele generaties lang worden doorgegeven. Een interessant gegeven voor plantenkwekers.

Erfelijk
“Epigenetische aanpassingen worden bij zoogdieren in iedere nieuwe generatie doorgaans compleet gewist. Maar in planten gebeurt dat veel minder sterk. Het is dus mogelijk dat epigenetische aanpassingen erfelijk zijn in planten: aanpassingen die in de ene generatie plaatsvonden, kunnen doorgegeven worden aan de nakomelingen,” aldus Frank Johannes, onderzoeksleider bij het Groningen Bioinformatics Centre (GBiC).

Epigenetica

Epigenetische aanpassingen zijn (omkeerbare) veranderingen in genactiviteit die niet veroorzaakt worden door veranderingen in de DNA-sequentie. De epigenetica is een vrij nieuw onderzoeksveld dat mensen al regelmatig versteld heeft doen staan. Eigenschappen die eerder als erfelijk werden beschouwd bleken de laatste jaren helemaal niet zo onomstotelijk vast te staan als gedacht.

Zandraket
Franse onderzoekers hebben inteeltstammen van de zandraket (een plantensoort, zie de foto hierboven) gekweekt, die verschillen in epigenetische aanpassingen, maar een zo goed als identieke DNA-volgorde hebben. Ondanks dat de planten hetzelfde DNA hebben, verschillen de planten onderling. Verschillen in opeenvolgende generaties blijven in stand. Het team van Johannes is er in geslaagd om variatie in eigenschappen, zoals bloeitijd en structuur, te koppelen aan bepaalde epigenetische aanpassingen. Hiervoor gebruikten zij een techniek waarmee genetici onderzoeken welke delen van het DNA betrokken zijn bij de erfelijkheid van complexe eigenschappen.

Doorbraak
“Wij hebben deze techniek toegepast, maar nu niet om delen van het DNA te vinden waarvan de volgorde van de DNA-code anders is, maar om delen die verschillen in epigenetische aanpassing te koppelen aan bepaalde eigenschappen van de plant. Het is de eerste keer dat op overtuigende wijze is vastgesteld dat epigenetische aanpassingen verantwoordelijk zijn voor erfelijke eigenschappen. Dat is een echte doorbraak, het verandert de manier waarop wij tegen erfelijkheid aankijken. En het heeft mogelijk grote gevolgen,” vertelt Johannes.

“Epigenetische veranderingen kunnen wel twintig generaties op rij worden doorgegeven”

Twintig generaties
Volgens een artikel in Science Express kan overerving doorgegeven worden gedurende zeven generaties, maar uit het nieuwste onderzoek blijkt dat epigenetische aanpassingen wel twintig generaties lang kunnen worden doorgegeven. Johannes: “Dit soort stabiele erfelijkheid is van belang voor plantenkwekers. Zij kunnen nu wellicht naast de variatie in de DNA-volgorde ook de epigenetische variatie van commercieel interessante eigenschappen gebruiken.”

Volgens Johannes zijn er grote verschillen in epigenetische overerving tussen planten en zoogdieren. Johannes: “Wij kunnen dus niet zeggen dat vergelijkbare processen ook bij zoogdieren, waaronder de mens, optreden. Maar het lijkt wel zeker dat de leerboeken plantengenetica herzien moeten worden.”