Onderzoekers werken aan viruswerende cellen

George Church, de 'aartsvader' van de synthetische biologie

George Church, de ‘aartsvader’ van de synthetische biologie (afb: Harvard)

In 2016 startte het Genoomproject-schrijf (GP-write), met oorspronkelijk nog de H van Human (menselijk) erbij. Dat beoogde het van nul af aan opbouwen van hele (menselijke) genomen. Vooralsnog was dat een beetje al te ambitieus. Ook was er argwaan over mensen die uit het lab zouden komen. Onlangs hebben de oprichters hun ambities ietwat bijgesteld. Op een bijeenkomst in Boston maakten ze bekend om viruswerende cellen te gaan ontwikkelen. Dat zal nog een hele klus worden (als dat al lukt).

Het project kreeg in 2016 veel tegenwind. De oprichters werden er van beschuldigd mensen in het lab te willen maken. Enkele weken na de oprichting publiceerden de initiatiefnemers een voorstel in Science waar het project er vooral op leek gericht het bouwen en het testen van grote DNA-moleculen van honderden miljoen bases (DNA-letters) duizend maal goedkoper te maken en te laten functioneren in cellen. Het voorstel moest de angst voor de ‘labmens’ wegnemen.
Dit ‘virusvaste’ project zou volgens Jef Boeke, een van de intitiatiefnemers, een thema kunnen zijn dat het hele GP-write-project ‘doorloopt’. Naast Boeke zijn de bekende synbioloog George Church, advocaat Nancy Kelley en Andrew Hessel, de trekkers van het project.

GP-write en het centrum voor biotechnologie, dat is opgezet om het project te begeleiden, kunnen onderzoekers geen geld bieden om te laten gebeuren wat de initiatiefnemers zich hebben voorgenomen. Kelley: “We hebben ons georganiseerd om een verhaal te vertellen aan een stichting, een filantroop of een overheidsdienst.” De onderzoekers hopen dat er net zoiets zal gebeuren als in het bijna afgeronde project synthetische gistgenomen, dat onder leiding staat van Boeke. Het resultaat zou zich kunnen ‘uitbetalen’. Virussen bederven soms de productie van therapeutische eiwitten door cellen, om maar wat te noemen. Virusvaste cellen zouden daar geen last van hebben.

Meer dan CRISPR

De onderzoekers hopen op bewerkingsmiddelen naast of liever beter dan CRISPR, die ook het bewerken van genomen makkelijker en preciezer maken, ook met het oog om geheel nieuwe functies aan het DNA toe te voegen. De onderzoekers denken ook aan het ontwikkelen van cellen die ongevoelig zijn voor kankermutaties (is dat mogelijk dan? as), straling en bevriezing.

Om cellen onkwetsbaar te maken voor virussen, denken de onderzoekers te moeten gaan sleutelen aan de codons, de drie opeenvolgende DNA-letters die coderen voor een van de twintig aminozuren waaruit eiwitten bestaan. Verschillende codons coderen voor hetzelfde aminozuren. Die heb je dus niet allemaal nodig om een cel nog te laten functioneren.
Als je bepaalde ‘overbodige’ codons zou elimineren dan zou je het virussen onmogelijk kunnen maken zich te repliceren. Daarvoor gebruiken virussen het DNA van de cel waar ze ‘te gast’ zijn. De gehercodeerde cel zou dan nutteloos voor het virus zijn omdat gastheer en gast ‘een andere taal spreken’.
Voor het menselijk genoom zou dat neerkomen om tenminste 400 000 veranderingen, zo stellen de GP-write-oprichters. Hier een daar een ‘letter’ veranderen is geen probleem, maar codons vervangen in dicht opeen gepakt DNA vraagt om ander gereedschap.

Er is al het een en ander gedaan in labs van GP-write-oprichters. Zo heeft Farren Isaacs van de Yale-universiteit en en lid van de wetenschappelijke raad van GP-write zelf al gewerkt met het verwijderen van codons uit een genoom. Dat was in 2013 en ging het om 321 codons in het genoom van een E. coli-bacterie. Die zou daarmee ongevoelig zijn geworden voor besmetting door bepaalde virussen. Voorheen had hij al in het lab van Church gewerkt.
Beide labs werken nu aan de verwijdering van nog meer codons van het bacteriegenoom (dat vele malen kleiner is dan een menselijk genoom). De hoop is wat bij een bacteriegenoom werkt ook in menselijk DNA te doen is.

De praktijk

Hoe het allemaal in de praktijk moet gaan werken is onduidelijk. Boeke mikt op het genoom van muizen en mensen. Als alles gaat zoals in het gistproject komen onderzoeksgroepen zelf aankloppen met een zak geld in de hand en zal het werk over de chromosomen verdeeld gaan worden (Boeke: “Er zal veel concurrentie zijn voor de kleinere chromosomen.”).
Boeke verwacht problemen die er bij het gistproject niet waren. “Daar ging het om een relatief kleine groep die goed samenwerkte. Dit wordt veel groter, veel diverser.
GP-write zou nu zo’n 200 ‘deelnemers’ hebben, waarvan een deel zich in werkgroepen heeft geformeerd. Er zijn afspraken gemaakt en er zijn onderzoeksroutes uitgestippeld.
Ook het intellectueel eigendom kan een punt zijn. Binnen de synthetische biologie wordt er vrij veel geoctrooieerd. Zo hebben Yale, Harvard en het MIT alle patenten op het hercoderen van DNA. Er is een groep binnen het project die bekijkt hoe daar een mouw aan te passen is, ook met het oog op de eventueel nieuw te ontwikkelen technieken.

Bron: Science

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.