De toekomst van ons eten

‘De gelijkheid van er is voor allemaal evenveel regen, groeien jullie maar, planten.

En de prachtige ongelijkheid die dat oplevert.’

­– Herman De Coninck

In een lab in Zwijnaarde, tussen de kerstversiering die nog ophangt van een jaar eerder, prijkt een citaat van ­Marie Curie: ‘Nothing in life is to be feared, it is only to be understood.’ Vrees niets in het leven, probeer het te begrijpen.

In het VIB (Vlaams Instituut voor Biotechnologie) eert het team van Hilde Nelissen dat credo. Met incubators, centrifuges, genenpistolen – ‘een klein kanon waarmee je een enzym en RNA in een organisme binnenschiet’, dixit Nelissen – en ander hoogtechnologisch gerief veredelen zij planten op moleculair niveau. Ultieme doel: mais beter bestand maken tegen droogte.

Nelissen, een goedlachse plantmoleculair bioloog en geneticus, werkt op de hele pijplijn. Dat begint bij genontdekking: het proces waarbij een individueel gen wordt toegeschreven aan een specifieke eigenschap of fenotype – de waarneembare kenmerken van een organisme. Dat toeschrijven gebeurt bijvoorbeeld door een plant bloot te stellen aan droogte en te bekijken wat er gebeurt in de genen. Of door bepaalde genen uit te schakelen of net te stimuleren en de gevolgen voor de plant te beschouwen.

Met die kennis past het team de genen van de plant zo aan dat die hopelijk beter tegen de droogte kan. Dat wordt getest, eerst in kleine groeikamers en serres, daarna op het veld. Het is een proces van lange adem, met een hoge moeilijkheidsgraad. ‘Maar als kind puzzelde ik al graag’, zegt Nelissen, die ook prof is aan de Universiteit Gent. ‘Deze job is puzzelen.’

Ze trekt de deur van een groeikamer open. In honderden plastic potjes schieten zaailingen wortel. ‘Hier simuleren we verschillende situaties: een beetje te weinig, veel te weinig of helemaal geen water. En wat gebeurt er wanneer er opnieuw water is? Tegelijk geldt: hoe gecontroleerder de omstandigheden, hoe verder van de realiteit op het veld.’

Een verdieping hoger groeien opgeschoten maisplanten in serres. Via een lopende band passeren ze op gezette tijden thermale camera’s, die controleren of de plant ‘koorts’ heeft – lees: last van droogtestress. Bij het volgende stationnetje krijgen ze een bepaalde hoeveelheid water, stikstof en/of fosfor. Opnieuw een nabootsing van wat er op het veld kan voorvallen.

In Nelissens kantoor trekt een ingekaderde collage de aandacht. Haar collega’s maakten die voor haar tienjarig jubileum. Een van hen schreef: ‘I know it’s corn-y, but I think you’re a-maize-ing.’ Een foto van een maiskolf hangt naast eentje van een dubbelganger, Donald Trump met opgewaaid haar. Wetenschapshumor.

Hoewel Nelissens focus op mais initieel een pragmatische keuze is – een kwestie van financiering – erkent ze nu de charme ervan. ‘Eerst werkte ik op een modelplant, Arabidopsis, en dacht mijn familie dat ik met onkruid bezig was’, lacht ze. ‘Bij mais kan iedereen zich iets voorstellen.’

De twee bloemen van mais, pluim en kolf, laten kruisbestuiving toe. Gevolg: een enorme genetische variatie. ‘Daardoor gebeurt baanbrekend werk op planten vaak met mais. Barbara McClintock, een van de weinige vrouwen die de Nobelprijs alleen ontving, legde zich eveneens toe op mais.’

Er zijn meerdere manieren om te sleutelen aan de genetica van mais. Bij klassieke genetische modificatie brengen wetenschappers een stukje DNA van een vreemde plant in. Maar er bestaan tegenwoordig ook technieken die toelaten om het genoom – het geheel van genen – op gerichte plekken rechtstreeks aan te passen. Handig, want droogtetolerantie is geen knop die je induwt, maar het resultaat van een netwerk aan genen die op elkaar inspelen.

‘Bewerk je één gen, dan wek je vaak een kettingreactie van negatieve controlemechanismes op. Door meerdere genen lichtjes te veranderen, kan je wel een positief effect verkrijgen.’ Het lijkt wel een spelletje Mastermind, waarbij je de juiste combinatie moet zoeken.

Crispr-cas9 is de vermaardste van de nieuwe technieken. Ze is het best te vergelijken met een moleculaire schaar, een knutselset waarmee plantenwetenschappers naar believen in DNA kunnen knippen en plakken. De benodigdheden zijn RNA en het cas9-enzym. RNA gidst het eiwit cas9 naar een vooraf bepaalde plek in het genoom, waar cas9 knipt en zo een mutatie creëert. Nelissen werkt sinds 2015 met crispr-cas9. ‘Er is nog veel terra incognita, maar genoombewerking wordt alsmaar beter en specifieker’, stelt ze. ‘Daardoor kunnen we strategieën ontwikkelen om genen gerichter aan te passen.’

Voorstanders geloven dat de nieuwe technieken kunnen helpen in de strijd tegen de droogte, die we eerder uitgebreid bespraken. Ze moeten wetenschappers toelaten om gewassen te creëren die beter gedijen bij minder water of meer opbrengst garanderen en bijgevolg minder land behoeven. Tegelijk moeten we tegen het einde van de eeuw 11 miljard mensen voeden. Technologische innovatie, zo menen de voorstanders, is onmisbaar om zulke immense uitdagingen de baas te kunnen.

Genbewerking lijkt nagenoeg ongelimiteerde mogelijkheden te hebben. Gezondere aardappelen of tarwe met minder gluten. Rassen die geen pesticiden nodig hebben of die hun meststoffen zelf uit de grond halen. Aardbeien of bessen die door drones of machines geplukt kunnen worden in plaats van enkel met de hand, zoals nu.

Al die eigenschappen zijn ook te verwerven via klassieke veredeling, maar dan duurt het langer. ‘Vergelijk een techniek als crispr-cas9 met een zoekfunctie in een tekstverwerker. Je moet niet langer het hele boek lezen om te weten waar een woord staat. Maar het eindproduct, het gecorrigeerde manuscript, is wel hetzelfde’, zegt Dirk Inzé, Nelissens labcollega.

Criticasters wijzen er fijntjes op dat ondanks al de bombarie nog maar weinig concrete toepassingen de weg naar de markt vonden. Pas in september konden consumenten voor het eerst hun tanden zetten in een crispr-voedingsmiddel, een Japanse tomaat die de bloeddruk verlaagt. Andere genbewerkingstechnieken leidden tot een sojaboon met minder vet en een verbeterd koolzaad.

Nogal magertjes voor een technologie bestempeld als een revolutie, niet? Maar, zo zweert Inzé, ‘er zitten nog honderden toepassingen in de pijplijn. Gewijzigde gewassen moeten eerst de vergelijking doorstaan met de beste variëteiten die al op de markt zijn. Dat neemt tijd in beslag. Maar binnen twee à drie jaar verwacht ik veel nieuws op de markt.’

Die vooruitzichten gaan voorlopig wellicht niet op voor Europa. In 2018 besliste het Europese Hof van Justitie dat gewassen veredeld met nieuwe technieken onder de wetgeving rond genetisch gemodificeerde organismen (ggo’s) vallen. ‘Nochtans zijn ze niet te onderscheiden van wat in de natuur kan voorkomen’, aldus Inzé. Hij gelooft dat Europa gewassen niet beoordeelt op hun veiligheid, wel op de gebruikte techniek, ‘tegen alle wetenschap in.’

Inzé wijst erop dat elk zaadje in een tarweveld gemiddeld honderd mutaties bevat. ‘Een maisplant heeft een paar miljard DNA-bouwstenen. Verander daarvan één lettertje en Europa beschouwt het als een ggo.’

Voor ggo’s boogt de Europese Unie op het voorzorgsprincipe: pas na uitgebreide studies worden ze toegelaten op de markt. Daardoor gelden ook voor de ontwikkeling van gewassen met crispr-cas9 lange en dure procedures. Voor onderzoeksteams als dat van Nelissen betekent het een rist tijdrovende stappen.

‘Dat voorzorgsprincipe kan ik perfect aanvaarden, maar het moet proportioneel zijn’, zegt Inzé. Nu moeten de wetenschappers een bewijs uit het ongerijmde leveren, want hoe kan je aantonen dat iets nooit zal gebeuren? ‘Wanneer stopt het voorzorgsprincipe?’ vraagt hij zich af. ‘Is dat na één generatie, tien of honderd? Intussen is al lang duidelijk dat er geen langetermijngevaren zijn. Ach, een aantal organisaties leeft van bangmakerij en zet het onderwerp daarom telkens weer negatief in de schijnwerpers.’

De uitspraak van Inzé is een nauwelijks verhulde verwijzing naar het rapport genaamd ‘Gene editing, myths and reality’. In dat rapport zetten de Europese groene partijen de technieken weg als dure, potentieel gevaarlijke tijdverspilling. De partijen maken zich zorgen over mutaties die mogelijk toxische of allergene reacties opwekken. En over de patenten op de technieken en de ervan afgeleide gewassen. De auteurs van het rapport beweren dat de patenten de deur openzetten voor uitbuiting van landbouwers in het globale zuiden.

‘Klassieke veredeling doet het al jaren beter dan genetische bewerking’, vertelt Claire Robinson van GMWatch, auteur van het rapport. Zij geeft het voorbeeld van een tsunami die in India de bodem verzoutte. ‘De boeren hadden snel aangepaste gewassen nodig. Uiteraard slaagden de vertegenwoordigers van ggo’s er niet in om met iets op de proppen te komen. Gelukkig hadden de boeren zelf een zadenbank waarin ze konden graven. Wij hebben alle antwoorden op die problemen al, het is enkel een kwestie van ze te gebruiken.’

Nelissen haalt de schouders op. Die argumenten weerlegde ze al duizend keer, maar de tegenpartij blijft Oost-Indisch doof. Biotechnologie kampt met een imagoprobleem. ‘De eerste ggo’s op de markt waren geen modelvoorbeelden, dat slepen we nu nog altijd mee.’ Ook de framing van organisaties als Greenpeace – een maiskolf met een granaat, een blauwe tomaat – hielp niet. Terwijl: elke vorm van veredeling verandert ons voedsel. Zo komen al onze koolsoorten van een onkruid met een geel bloemetje.

Nelissen wijst naar een poster in haar lab, met daarop maisvariëteiten in alle geuren en kleuren. De beste herinnering dat de mens al millennia aan planten sleutelt. ‘De zaden van teosinte, de voorloper van mais, waren ingekapseld en moeilijk open te breken. Om van teosinte tot mais te komen, moet je volhardend zijn. Iemand zag daar toch de toepassing van in.’

De weerstand tegen genbewerking komt deels door onze luxepositie. Zelfs nu de voedselprijzen stijgen, vormt eten voor de meeste Belgen een verwaarloosbaar klein taartpuntje van het inkomen. ‘Als we de klimaatprojecties doortrekken, dan hebben we binnenkort niet meer voldoende land om voedsel te kweken. Maar dat krijg je de Belg niet wijsgemaakt. Wij hebben alles.’

De wetenschappers die werken aan ons toekomstig voedsel, hebben de luxe niet om achterover te leunen. Zij beseffen de urgentie van de situatie. ‘Geef mensen de optie om hun kanker met biotech te genezen en ze happen allemaal toe’, zegt Nelissen. ‘Maar vraag hen of ze het willen eten en de meesten halen de neus op.’

Uit onderzoek in de VS, Frankrijk en Duitsland blijkt dat publieke weerstand tegen ggo’s correleert met kennis erover. De meest rabiate tegenstanders begrijpen er het minst over. Onwetendheid als brandstof voor verzet.

Lyrische zielen noemen de Gentse regio ‘Flanders Biobased Valley’. Een resem aan bedrijven schaart zich rond de expertise van het VIB. Een daarvan is Inari, een start-up uit Boston.

In de Belgische vestiging toont directeur Fred Van Ex enkele toefjes groen. ‘Planten zijn fascinerend. Op een bepaald moment ontvangen ze een signaal en daarna krijgt elke cel een identiteit – wortel, blad, noem maar op.’ In het lab zijn wetenschappers aan de slag met proefbuisjes, maar Inari gebruikt eveneens computermodellen om te voorspellen hoe een plant zal reageren op wijzigingen in het DNA.

Grote zaad- en veredelingsbedrijven richten zich meestal op geografisch uitgestrekte landbouwzones. Zit je daar als landbouwer buiten, dan heb je pech en word je aan je lot overgelaten. Met ‘gepersonaliseerde’ zaden wil Inari daarop een antwoord bieden. Dat kan dankzij genbewerking.

‘Dat is het grote verschil met vroeger. Klassieke ggo’s kosten veel geld, waardoor bedrijven zich richten op één variëteit. Met crispr kunnen we gunstige wijzigingen inbrengen in alle variëteiten die ons interesseren.’ Het draait niet enkel om snelheid, maar ook om de fysieke beperkingen wat betreft het aantal genen. ‘Als je honderd verschillende genen moet aanpassen, dan ben je daar met klassieke veredeling twintig jaar mee bezig. Nu kan het op anderhalf jaar.’

Inari combineert nieuwe veredelingstechnieken met oude. Momenteel werkt het aan maisvariëteiten die met minder stikstof en water eenzelfde – of hogere – opbrengst opleveren. Van Ex hoopt dat de eerste aangepaste mais tegen 2025 in de VS op het veld staat. Hij gelooft dat de technieken ook voor andere gewassen hun nut zullen bewijzen. Volgens hem kunnen we ze ook gebruiken om soorten als quinoa in recordtijd aan de omstandigheden van onze regio aan te passen. ‘De domesticatie van tarwe, dat is tienduizend jaar selectie. Het zou een gamechanger zijn als je dat proces kan reduceren tot twintig jaar.’

Luidens Van Ex zou het voor de broodnodige diversificatie in onze voeding zorgen. ‘Er zijn gigantisch veel eetbare soorten, maar we gebruiken vooral tarwe, rijst en mais. Dat is te weinig. Maar veel andere gewassen zijn niet aangepast aan de manier waarop we vandaag aan landbouw doen. Historisch selecteerden we bijvoorbeeld planten waarvan de zaden niet op de grond vielen. In de natuur is dat geen voordeel, in het veld wel. Stel je voor dat we dat gen kunnen aanpassen.’

Ook Van Ex begrijpt de Europese regelgeving niet. Met zo’n uitgebreide consensus rond de technologie, zo meent hij, kan je het niet verantwoorden die niet te gebruiken. Hij maakt de vergelijking met covid-vaccins. ‘Is er een risico? Mogelijk wel. Nul risico bestaat niet. Maar de voordelen ervan zijn zo groot dat we die risico’s nemen voor het collectief goed. Dat is bij genbewerking precies zo.’ Als Europeaan hoopt hij de gewassen van Inari ooit bij ons op het veld te zien. ‘Het tegendeel zou zonde zijn.’

In het Oost-Vlaamse Wetteren vermengt het ruisen van de populieren zich met het gebrom van de E40. Maisstengels wiegen in de wind. Op een akker verzamelt het team van Hilde Nelissen voor de maisoogst, de apotheose van een veldproef. De afgelopen maanden groeide hier genetisch gemodificeerde mais, lijnen die het in de serres goed deden. ‘Dit is nog klassieke genetische modificatie, maar we werken aan een dossier om in 2022 met genbewerking naar het veld te gaan’, aldus Nelissen.

De veldproeven gaan niet enkel na of de vermoedens uit lab en serre standhouden, ze zorgen eveneens voor omstandigheden die elders niet nagebootst kunnen worden. ‘Een serre is een artificiële omgeving. Die helpt ons in ons onderzoek, omdat we meerdere cycli per jaar kunnen doorlopen. Maar het zijn niet de omstandigheden zoals de landbouwer die ervaart.’

Blijft een maisplant bijvoorbeeld overeind bij een fikse bries? En bloeit die op het juiste moment? Dat laatste is vooral cruciaal omdat Belgische boeren het gros van hun mais inkuilen. Is de mais bij de oogst te vochtig, dan beschimmelt hij. Is de mais te droog, dan bevat hij niet de juiste bacteriën om het hele zootje te laten vergisten. ‘Sommige transgene lijnen gaven meer opbrengst, maar deden er langer over. Dat is in België niet zo nuttig.’

Er heerst een uitgelaten sfeertje, als bij een schoolreis. ‘Het is net een teambuilding’, beaamt een van de labmedewerkers. Wetenschappers op rubberen laarzen hakken maisplanten om en vullen wasmanden met bladeren. Nelissen torst een juten zak op haar rug. ‘79 kolven’, meldt ze. Iemand weegt en noteert – een eerste ruwe meting. Later zullen monsters nog uitgebreider geanalyseerd worden. Hoeveel korrels levert een kolf op, hoeveel kolven een stengel? Hoeveel weegt een korrel, een blad, een stengel?

‘Over droogtetolerantie gaan we dit jaar niets leren’, zegt Nelissen. ‘Mogelijk wel over opbrengstbehoud in een nat jaar.’ De bevindingen publiceert VIB, zo deelt het de opgedane kennis met bedrijven. Zelf ontwikkelt het geen variëteiten voor de markt.

Hier, in de modder, blijkt nogmaals dat wetenschap niet glamoureus is, wel noeste arbeid. Het is geen aaneenschakeling van eureka’s, wel van babystapjes in de juiste richting, traag maar gestaag, als een eeuwige processie van Echternach.

Niemand beschouwt genbewerking als panacee. Eén enkele technologie lost de uitdagingen in de landbouw niet op. We hebben veerkrachtige gewassen nodig, jazeker. Maar ook regeneratieve landbouw, duurzamere teeltpraktijken en diversificatie. En de wil om dingen in vraag te stellen.

Zo staat er bij de zoektocht naar droogtetolerante mais een olifant in de kamer. Of moeten we zeggen: een koe in de kamer? Bijna alle in België gekweekte mais is bestemd voor de veestapel, niet het meest efficiënte gebruik van landbouwgrond. Technologie mag ook geen gereedschap worden om een en ander groen te wassen. We moeten niet enkel droogtetolerante gewassen kweken, maar ook de droogte zelf aanpakken.

Maar los daarvan kan biotechnologie bijdragen tot onze voedselzekerheid in een snel veranderend klimaat. Een stukje van de gecompliceerde puzzel. Dat lijkt ook de Europese Commissie te beseffen wanneer het eind mei de deur op een kier zette voor een herziening van de regulering. ‘Genoombewerking gaat deel uitmaken van onze voedselproductie’, aldus Inzé. ‘Europa moet dat aanvaarden.’ Marie Curie zal tevreden zijn.

Foto's: Layla Aerts

Dit artikel werd gerealiseerd met de steun van het Fonds Pascal Decroos voor bijzondere journalistiek.