‘We zagen ineens hoe een gewone plantenwortel veranderde in een soort kraamkamer vol piepkleine plantjes.’ Promovendus Jana Wittmer herinnert zich nog het moment waarop ze het zelf voor het eerst zag: overal verschenen minuscule groene structuurtjes. ‘Je ziet een plant zichzelf compleet reorganiseren en realiseert je ineens dat zich daar compleet nieuwe plantjes vormen,’ zegt ze. ‘Dat was prachtig om te zien.’
Geïnitieerd door haar voorganger Menno Pijnenburg was deze verrassende ontdekking de start van haar onderzoek naar regeneratie: het vermogen van planten om uit volwassen cellen nieuwe organen of zelfs complete plantjes te maken. ‘In de natuur is dat een essentiële overlevingsstrategie, maar in het lab werkt het vaak moeizaam. Veel planten regenereren helemaal niet met de hormoonbehandelingen die we geven,’ vertelt Wittmer. ‘En dat belemmert zowel fundamenteel onderzoek als toepassingen, bijvoorbeeld het opzetten van genetisch aangepaste lijnen.’
Wittmer koos daarom niet voor nog een andere hormoonbehandeling, maar voor twee genen uit de wortel van zandraket: PLT1 en WOX5. Het idee kwam deels uit een heel andere hoek, namelijk de iPS-technologie bij dieren, waarbij volwassen cellen worden teruggebracht naar een stamcelachtige toestand. Met een chemische schakelaar kon ze de twee plantengenen op een gekozen moment aanzetten (The Plant Cell, 19 oktober).
‘Het effect was duidelijk zichtbaar: volwassen cellen verloren hun oude identiteit en vormden embryonale structuren die uitgroeiden tot kleine zaailingen op de wortel. Als we die in de aarde zetten, groeiden ze gewoon uit tot normale planten.’
Dat lukte niet alleen bij zandraket. Ook bij paprika, een soort die juist bekendstaat als lastig te regenereren, werkte de aanpak. ‘Het lijkt echt een sterk geconserveerd mechanisme,’ zegt Wittmer. Zonder hormonen wordt het bovendien makkelijker om uit te zoeken waar het regeneratieproces bij moeilijk regenereerbare soorten precies vastloopt, de zogeheten recalcitrantie.
Op 12 december verdedigde Wittmer haar proefschrift aan Wageningen University & Research, onder begeleiding van Renze Heidstra, Wouter Kohlen en promotor Ben Scheres. Ze kijkt daarbij niet alleen terug op de experimenten die uiteindelijk werkten. ‘Veel experimenten werken niet meteen, maar stap voor stap krijg je zicht op wat een plant werkelijk kan.’
Inmiddels werkt ze bij startup Revyve aan alternatieve eiwitten uit gist, behoorlijk ander materiaal dan de wortels waarmee ze promoveerde. Toch ziet Wittmer zelf wel een lijn tussen beide. ‘Tijdens mijn promotie ontdekte ik hoe interessant het is om biologische systemen open te breken en opnieuw te begrijpen,’ zegt ze. ‘In mijn nieuwe werk gebeurt dat weer, maar dan in een heel andere context.’
