Hoe planten aspirine maken
Ik was verrast, toen ik halverwege 2013 aan wilgen begon te werken, dat het nog steeds onbekend was hoe planten salicylzuur, de voorloper van aspirine, maken. Thee van wilgenbast werd al eeuwenlang gebruikt toen in 1828 de Duitse onderzoeker Johann Buchner salicin, een stof die later op de markt kwam als aspirine, uit wilgen zuiverde.
In 2001 vonden onderzoekers het beginpunt van de biosynthese van salicylzuur in de model plant Arabidopsis. Maar later bleek dat dit alleen voor planten van het genus brassica gold. Nu hebben niet een maar drie groepen uit China, in samenwerking met Amerikaanse en Canadese onderzoekers, gevonden hoe de rest van de planten salicylzuur maken.
Salicylzuur is niet alleen een uitgansstof voor aspirine, maar ook een belangrijk signaal molecuul voor de immuniteit van planten. It functioneert als een manager of regelaar tijdens een infectie en stuurt de immuunreactie aan. Voor het ontwikkelen van planten die beter tegen ziektekiemen beschermd zijn, helpt daarom om te weten hoe de plant salicylzuur maakt.
Zo hoe hebben de onderzoekers ontdekt hoe de plant salicylzuur maakt? Elk van de drie groepen gebruikte een andere aanpak. De eerste twee ontrafelde het proces in rijst, dat zelfs onder niet-geïnfecteerde omstandigheden grote hoeveelheden salicylzuur aanmaakt. De derde groep gebruikte Nicotiana benthamiana als een model om het proces te ontrafelen. Ik kan helaas op de derde groep verder niet ingaan omdat het artikel achter een betaalmuur staat. Maar hier hieronder de tactieken van de andere twee groepen.
Aanpak#1
De tactiek van de eerste groep was om na te gaan welke genen hetzelfde expressie profiel vertoonde als een van de genen vroeg in het proces. Ze pikte vervolgens de genen eruit die naast het expressie profiel ook overeenkwamen met het type enzymen die nodig waren voor de productie. Dit volgde de onderzoekers op door na te gaan of de enzymen waar de genen voor codeerde ook daadwerkelijk de reacties deden.
Het voornamelijkste obstakel was de eerder gedane suggestie dat benzoëzuur een uitgangsstof van salicylzuur is. Op papier is dat eigenlijk best logisch. Het enige verschil tussen de twee is een hydroxy (-OH) groep dat salicylzuur aan z’n ring heeft zitten. Maar voor het eigenlijke proces bleek dat te simpel.
Om uit te vinden of de biosynthese via benzoëzuur verloopt analyseerde de onderzoekers hoeveel salicylzuur en benzoëzuur er aanwezig was. Hiervoor gebruikte ze verschillende mutanten die een van de vroege stappen in het proces niet deden. Daarnaast, gebruikmakend van dezelfde mutanten, deden de onderzoekers een voedingsstudie om te kijken of tussenproducten het niveau van salicylzuur en benzoëzuur kon herstellen. Daarbij vonden de onderzoekers dat alhoewel met de voedingsaanpak het salicylzuur niveau herstelt kon worden in de mutanten, dit niet het geval was voor het niveau van benzoëzuur.
Aanpak #2
De aanpak van de tweede groep complementeert die van de eerste groep. De tweede groep identificeerde mutanten die geen salicylzuur maakten. Waarna de onderzoekers de gemuteerde genen identificeerde. Opgevolgd door een bevestiging van de functie van de door de genen geproduceerde enzymen.
Net als de eerste groep gingen ze er in eerste instantie van uit dat benzoëzuur een uitgangsstof van salicylzuur was. Ze testte of de enzymen geïdentificeerd met behulp van de mutanten salicylzuur uit benzoëzuur kon maken, wat niet het geval bleek te zijn. De biosynthese verliep net even anders.
Nadat de onderzoekers de enzymen voor de verschillende stappen van salicylzuur biosynthese gevonden hadden, gingen beide groepen na of deze ook in andere planten aanwezig waren. Ze vonden dat alle gevonden enzymen ook in ander planten aanwezig waren, met uitzondering de brassica’s, waartoe ook Arabisopsis behoord.
Met het ontrafelen van het biosynthese proces is het mogelijk om salicylzuur voor aspirine op biologische wijze te produceren. Maar het geeft vooral veredelaars een startpunt om planten te ontwikkelen met een bredere bescherming tegen ziektekiemen.
Literatuur
Wang, Y., Song, S., Zhang, W. et al. Deciphering phenylalanine-derived salicylic acid biosynthesis in plants. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09280-9
Zhu, B., Zhang, Y., Gao, R. et al. Complete biosynthesis of salicylic acid from phenylalanine in plants. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09175-9
Liu, Y., Xu, L., Wu, M. et al. Three-step biosynthesis of salicylic acid from benzoyl-CoA in plants. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09185-7
Plant en Zo 