Genetische modificatie in de klas

bionieuws
9
14 januari 2017 | jaargang 27
Genetische modificatie in de klas
PRAC T ICUM
Door Willy van Strien
Handschoenen en labjas aan, veiligheidsbril op, en
een veiligheidsfunctionaris in de hoek? Dan kan de
klas gerust een practicum doen met genetisch gemodificeerde organismen.
iedereen heeft horloges en sieraden
ingeleverd, handschoenen en een
witte jas aangetrokken en een veiligheidsbril opgezet. ‘Die veiligheidsmaatregelen maken het spannend en
leuk’, vindt leerling Huub.
Felgroen
Voor in de klas liggen twee piepkleine flesjes waarin een oplossing
zit met plasmiden, cirkelvormige
stukjes dna die bacteriën kunnen
opnemen. Die plasmiden bevatten de
twee genen die de leerlingen in de
bacteriën moeten brengen, gekoppeld aan een stukje dna dat die genen zal aanzetten als de bacteriën in
aanraking komen met de suiker arabinose. Twee leerlingen houden zo’n
flesje onder een blauwe uv-lamp en
zien niets groen oplichten. ‘Waarom
Practicum genetische modificatie
‘Sinds maart 2015 maakt de wet het voor middelbare scholen gemakkelijker
om een practicum met genetisch gemodificeerde organismen te doen’, zegt
Robert Hoek, een van de drie inspecteurs voor genetisch gemodificeerde
organismen (ggo’s) bij de Inspectie voor Leefomgeving en Transport. ‘Tot
die tijd had een school niet alleen toestemming nodig van Bureau GGO,
maar ook een omgevingsvergunning, meestal van de gemeente. Dat laatste
was nog wel eens een moeilijke hindernis. Sinds 1 maart 2015 is die omgevingsvergunning in veel gevallen niet meer verplicht. De school kan nu na
toestemming van Bureau GGO meteen aan de slag.’
Scholen moeten wel een biologische veiligheidsfunctionaris in huis hebben
en mogen alleen werken met zeer veilige ggo’s. De inspectie controleert of
er aan de regels wordt voldaan, bijvoorbeeld of het practicumlokaal geschikt is en of er genoeg aandacht is voor bioveiligheid.
Inspecteur Hoek heeft er plezier in:
‘Zo komen leerlingen al vroeg in aanraking met biologische veiligheid. En
je ziet hoe rustig het is; ze zijn er met
hun aandacht helemaal bij. Ik hoop
dat veel scholen dit voorbeeld gaan
volgen.’
Dan is het tijd om op te ruimen. Tafels worden weer gepoetst, handschoenen verzameld; die gaan straks
in de autoclaaf en worden daarna
weggegooid. De leerlingen desinfecteren hun jas met alcohol en gooien
hem in de was. Horloges en sieraden
komen weer te voorschijn. ‘Prima gedaan, jongens’, roept docent Pronk
als de bel gaat.
‘Het experiment is gelukt’, kan Pronk
de volgende dag melden. ‘Op de platen met agar en ampicilline groeien
alleen bacteriën die met plasmiden
zijn behandeld. En op agarplaten
waar ook nog eens arabinose in zit,
gloeien kolonies felgroen op onder de
blauwe lamp. Onze klas is superenthousiast!’
foto Guy Ackermans
Er hangt een lichte alcohollucht in
het biologielokaal van het Almere
College in Dronten. Leerlingen van
5-vwo ontsmetten hun tafels als voorbereiding op het practicum van vanmiddag: ze gaan bacteriën genetisch
modificeren. Want dat kan zomaar
in de klas, en het mag als de school de
les heeft aangemeld bij Bureau GGO
(zie kader). Docent Liesbeth Pronk en
technisch onderwijsassistent Angela
Jansen van het Almere College geven
het practicum vandaag voor het eerst
en omdat het tijdstip samenvalt met
een inspectie, is Robert Hoek, inspecteur voor genetisch gemodificeerde
organismen (ggo’s) bij de Inspectie
Leefomgeving en Transport, erbij
aanwezig.
‘Spannend, een nieuw microbiologiepracticum’, vindt leerling Amber.
‘Het lijkt ingewikkeld, maar we
hebben twee voorbereidende lessen
gehad en zijn er klaar voor. We zijn
benieuwd of het lukt.’ Haar klasgenoten vinden het ook apart. ‘Genetische
modificatie klinkt wat eng, maar
we weten dat de organismen die wij
gebruiken ongevaarlijk zijn’, zegt
medeleerling Maxime.
Docent Pronk heeft er alle vertrouwen in. Voor het practicum heeft ze
de pGLO-kit van Bio-Rad aangeschaft
waarmee de leerlingen twee genen
gaan inbrengen in de bacterie E. coli:
een gen dat codeert voor een eiwit
dat groen oplicht als het met uv-licht
wordt beschenen, en een gen dat de
bacterie ongevoelig maakt voor het
antibioticum ampicilline. Van tevoren heeft ze alles doorgesproken met
inspecteur Hoek. Pronk: ‘Dat gesprek
was heel leuk: de inspectie staat open
voor vragen en helpt je om alles goed
te regelen.’
Onderwijsassistent Jansen, die zich
na een tweedaagse cursus biologische veiligheidsfunctionaris mag
noemen, heeft de gevriesdroogde
bacteriën uit de kit de dag ervoor tot
leven gewekt en op agarplaten geënt,
waar ze zijn uitgegroeid tot kolonies.
Nu is alles uitgedeeld en klaargezet,
niet?’, vraagt Pronk. O ja: de flesjes
bevatten het groen-oplichtende eiwit
niet, maar alleen het gen dat ervoor
codeert. Pronk: ‘Ze weten wat de link
tussen gen en eiwit is, maar nu zien
ze het in de praktijk. In dit practicum
komen zowel genexpressie als genregulatie aan bod.’
De leerlingen, werkend in groepjes
van twee, schrapen met een entoogje
bacteriën van een agarplaat en doen
ze in twee reageerbuisjes, waarin ze
eerst een speciale vloeistof hebben
gepipetteerd. Alle gebruikte pipetten
en entogen leggen ze in bleekwater.
In één van de twee reageerbuisjes
gaat een minieme hoeveelheid plasmide-oplossing; het andere buisje
dient als controle. Om de plasmiden
vervolgens in de bacteriën te krijgen,
moeten die een hitteschok ondergaan; dat maakt de membranen een
beetje doorlaatbaar. De reageerbuisjes moeten daarvoor tien minuten op
ijs, vijftig seconden in een waterbad
van 42 graden Celsius en dan weer
terug op ijs. Uiteindelijk worden de
bacteriën uitgeplaat op verschillende
agarbodems: met alleen voeding,
met voeding plus ampicilline, en met
voeding, ampicilline en arabinose.
ONDERWIJS
De leerlingen van 5-vwo van het Almere College in Dronten mogen na twee voorbereidende lessen eindelijk zelf aan de slag met het modificeren van het E.coli-genoom.
LESIDEE
Nationale tuinvogeltelling ook voor scholen
Wordt het de koolmees of toch de
huismus? Ook dit jaar gaat heel Nederland eind januari weer vogels
spotten en kunnen we zien welke vogel het meest gezien wordt in de achtertuinen van Nederland. Op vrijdag
27 januari is de scholenteldag. Ga met
de klas voorafgaand aan 27 januari
vogels tellen op een tijdstip dat het
beste schikt en stuur de telling in na
de 27e in. De tuinvogeltelling is het
grootste citizen science evene-
ment van Nederland en geeft inzicht
in hoe de populaties vogels het in Nederland doen. Bespreek met de klas
de opzet en de wetenschappelijke betrouwbaarheid van de telling. Wat
zegt het over de spreeuwenpopulatie
dat de afgelopen twee jaar de spreeuwen niet meer in de top-10 staan? En
hoe zou het komen dat juist de halsbandparkiet meer geteld wordt?
Bespreek met de klas hypothesen en
welk onderzoek ze nog meer zou
moeten doen om achter de antwoorden te komen.
Zien leerlingen nog verbeterpunten
in de huidige opzet?
www.tuinvogeltelling.nl/voor-scholen
Natuurlijke selectie met
gekleurde spaghetti
In dit experiment simuleren leerlingen natuurlijke selectie, maar wel
met echte vogels. Vogels worden
gelokt naar een voederplaats waar
de vogels gevoerd worden met gekleurde, gekookte spaghetti als ware
het verschillend gekleurde wormen.
Op gezette tijden worden de wormen
geteld. Het makkelijkste gaat dat
door alle wormen te verzamelen en te
tellen welke kleuren er over zijn. Dan
worden vervolgens de nieuwe ‘populaties’ gemaakt in dezelfde verhouding als de getelde, overgebleven
wormen.
De klas start bijvoorbeeld met dertig
groene en dertig rode wormen. Na
een cyclus zijn er nog tien groene en
twintig rode over. Dan start de
tweede cyclus met twintig groene en
veertig rode wormen. Als het goed is,
is hiermee uit te vinden dat een bepaalde kleur favoriet is voor de vogels. Deze kleur worm wordt het
meeste gegeten.
Laat leerlingen met hypothesen komen ter verklaring van de gevonden
verschillen in predatie. Laat ze van
tevoren eerst een goede opzet maken. Welke kleur ondergrond wordt
gebruikt? Welke kleur wormen?
Voedselkleurstof is in iedere toko te
koop, of te maken met bijvoorbeeld
bieten of spinazie. Tip: plaats een
webcam op de locatie om zeker te zijn
dat de wormen door vogels gegeten
worden en niet door andere dieren.
tinyurl.com/zg2pg5l