Blauw is de celkern en rood het product dat het peroxidase-enzym in het kunstmatige organel heeft geproduceerd (afb: Nature)

Synthetische biologie zou je kunnen omschrijven als biologie die de mens naar zijn hand heeft gezet, biologie met een schroevendraaier. Dat doet de mens natuurlijk al vele eeuwen door te fokken en te kweken, maar de laatste dertig, veertig jaar duikt hijzij steeds dieper in de materie. Het schijnt onderzoekers van de universiteit van Bazel (Zwi) gelukt te zijn om kunstmatige organellen (cellichaampjes) in cellen van een levende embryo van zebravisjes te smokkelen en die functioneerden daar ook nog. Het is het idee dat met die methode ziektes zullen worden bestreden.
In een cel zitten allerlei cellichaampjes die diverse functies vervullen. Zo heb je de mitochondriën, waar de benodigde energie wordt opgewekt, het ribosoom, waar de eiwitten worden aangemaakt, en de celkern. Onderzoekers rond Cornelia Palivan zijn er in geslaagd kunstmatige organellen te laten functioneren in een meercellig systeem (zebravisjesembryo). Die worden geacht te reageren op bepaalde omstandigheden zoals een bepaalde zuurtegraad of ionenconcentratie. Zulke organellen zouden bijvoorbeeld enzymen kunnen bevatten om een voorloper van een medicijn om te zetten in het werkzame molecuul. Dat zou bijwerkingen van dat medicijn kunnen beperken. Ook zouden die organellen kunnen reageren op pathologische veranderingen, zoals de groei van een tumor.

Zelfvormend

De organellen van de onderzoekers vormen zichzelf in een oplossing met polymeren (zoiets als vetbolletjes in water). De onderzoekers belaadden die met een peroxidase-enzym dat in actie komt als bepaalde moleculen door de polymeer’wand’ naar binnen komen.
Om die gang in de hand te kunnen houden was de organelwand voorzien van chemische veranderde, natuurlijke membraaneiwitten. Die openen zich als rond de kunstmatige organel glutathion in een bepaalde concentratie aanwezig is. Dat is een tripeptide die fungeert als antioxidant. In de organel wordt glutathion vervolgens omgezet en het eindproduct naar buiten getransporteerd.

Levende cellen

Palivan: “We hebben deze kunstmatige, regelbare organellen nu voor het eerst in cellen van een levend organisme geïntegreerd.” Door een fluorescerende stof te gebruiken waren de de activiteiten van de nieuwe organellen onder de microscoop te volgen. Zebravisembryo’s zijn, heel handig, geheel transparant.
Om de organellen in de cellen te krijgen, maakten ze gebruik van macrofagen (vreetcellen) van het eigen afweersysteem van de embryo’s. De onderzoekers konden aantonen dat de peroxidase geactiveerd werd als het waterstofperoxide, dat door de macrofagen wordt geproduceerd, via de membraaneiwitten in de organellen terechtkwam.

Bron: Alpha Galileo