Geen 1-aprilgrap: bacteriegenoom uit de computer

Caulobacter crescentus

Caulobacter crescentus

Ik ga er maar even van uit dat een serieus Duits blad als bdw geen grappen maakt (ik heb er tenminste nooit een in gelezen de afgelopen 20, 25 jaar). Dit nieuws zat er natuurlijk aan te komen. Al eerder is een bacteriegenoom, met wat ‘versierselen’, in zijn geheel gesynthetiseerd, maar toen ging het om een (lichte afwijking van een) bestaand bacteriegenoom. Nu hebben onderzoekers een bacteriegenoom drastisch ingekort en aangepast. Het grootste deel van de genen werkt. Wat nu, Pietje Cru?
In 2010 zorgde Craig Venter voor een sensatie. Hij had voor het eerst, ongetwijfeld niet alleen, een bacteriegenoom ‘nagebouwd’ en plaatste dat in een cel van een nauw verwante bacterie.
Nu zijn Beat en Matthias Christen van de technische hogeschool in Zürich een stap verder gegaan. “In ons genoom is de volgorde van de DNA-bouwstenen nieuw en niet te vergelijken met de oorspronkelijke”, zegt Beat Christen. “De biologische functie op het gebied van de eiwitten blijft echter dezelfde.”
Voor hun experiment gebruikten de onderzoekers het erfgoed van de zoetwaterbacterie Caulobacter crescentus. Dat omvat zo’n 4000 genen. Uit eerder onderzoek was duidelijk geworden dat de bacterie daar maar 680 echt van nodig had om te overleven.
Dat ‘minimale genoom’ van Caulobacter crescentus was het uitgangspunt van het experiment. Voor het ‘nabouwen’ op minimaal niveau gebruikten de onderzoekers een computeralgoritme. In het natuurlijke genoom zaten diverse sequenties om voor hetzelfde eiwit te coderen, bijvoorbeeld. Die ‘overdaad’ werd geschrapt. Beat Christen: “Ons experiment is een lakmoestest of we de genetica goed begrepen hebben en maakt het ons mogelijk gaten in onze kennis te ontdekken”, legt Beat Christen uit. In het nieuwe genoom hebben de onderzoekers alleen datgene opgenomen wat ze denken te hebben begrepen.

Caulobacter ethensis 2.0

Omdat het nieuwe, synthetische genoom nogal afwijkt van het oorspronkelijke, hebben de onderzoekers het beestje een eigen naam gegeven: Caulobacter ethensis 2.0. Die is ook maar meteen ingevoerd in de NCBI-databank. Dat zou het eerste micro-organisme zijn met een synthetisch genoom. Wel hebben de onderzoekers bacteriestammen gekweekt met delen van het nieuwe genoom, waarbij eigen genen waren uitgeschakeld. Zo konden ze stap voor stap bekijken of de 5 à 600 genen ook daadwerkelijk functioneren. Overigens leeft er nog nergens een Caulobacter ethensis 2.0

“Ook als de huidige versie nog niet volmaakt is, dat toont ons werk toch aan dat biologische systemen zo simpel zijn opgebouwd dat we ze in de toekomst volgens onze wensen kunnen ontwerpen en ook bouwen”, zegt Matthias Christen. Met wat de onderzoekers nu geleerd hebben willen ze hun algoritme verbeteren om een volledig nieuwe versie 3.0 te kunnen ontwikkelen. Beat Christen: “Binnenkort, denken we, wordt het ook mogelijk om met zo’n genoom functionerende bacteriecellen te maken.”

De onderzoekers zouden graag zien dat de mogelijkheid tot het creëren van nieuwe organismen onderwerp van een stevige maatschappelijke discussie wordt. De eerste vraag die zich altijd weer opdringt is hoe dergelijke nieuwe beestjes zich in en tegenover de natuur zullen gedragen. Is synthetisch leven gewenst en waarom dan wel? Alleen om makkelijker nieuwe biostoffen zoals geneesmiddelen te kunnen fabriceren? Het lijkt er op dat de maatschappij wars is geworden van het geknutsel aan de genetica, terwijl er op dit terrein ons heel wat te wachten staat…

Bron: bdw

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.