Links de kunstmatige transcriptiefactor (op goudbolletje) vergeleken met de natuurlijke. Rechts het binnendringen van de kunstmatige TF in de celkern (afb: ACS Nano)

Voor het eerst zijn er kunstmatige transcriptiefactoren gemaakt met alle functionaliteiten van de echte. Japanse en Amerikaanse onderzoekers hopen er stamcellen mee te herprogrammeren. Transcriptiefactoren zijn eiwitten die in een cel regelen welke delen van het DNA worden afgeschreven, via boodschapper-RNA, voor de productie van eiwitten.

Transcriptiefactoren worden ook gebruikt bij de ontwikkeling van een stamcel in een gespecialiseerde cel of omgekeerd. Dat omgekeerde proces is voor medische onderzoekers juist zo interessant, omdat uit de zo geproduceerde stamcellen , de geïnduceerde polypotente stamcellen, weer gespecialiseerde cellen gemaakt kunnen worden voor beschadigd weefsel. Het vervelende is alleen dat deze geïnduceerde stamcellen zich nogal eens ontpoppen als kankercellen. Dan is het handig dat je dat proces met de juiste transcriptiefactoren in goede banen kan leiden. Tot nu toe is het gebruikelijk om niet die factoren een cel binnen te smokkelen, maar het DNA dat voor die factoren codeert, met nogal vaak nare ontsporingen tot gevolg.
Ki-Bum Lee van de Amerikaanse Rutgers-universiteit en collega’s van, onder meer, de universiteit van Kyoto (Japan) hebben nu bedacht om de belangrijkste onderdelen van zo’n transcriptiefactor extern te synthetiseren en die de celkern binnen te sluizen. Zo’n factor bestaat uit drie onderdelen: een zorgt ervoor dat de factor de celkern kan binnenkomen, het tweede zorgt voor binding aan een stukje DNA vlakbij het te activeren gen en het derde lokt de polymerase-eiwitten die dat gen kunnen aflezen en vertalen naar boodschapper-RNA.
In de praktijk is het tweede onderdeel een polyamide dat op het bepaalde stukje DNA past en voor de delen één en drie worden kort peptidefragmenten gebruikt die corresponderen met het functionele deel van de echte transcriptiefactor. Als je die drie onderdelen nu met behulp van amideverbindingen aan een nanogouddeeltje plakt, dat bedekt is met een bepaalde chemische verbinding, dan heb je een synthetische transcriptiefactor gemaakt.

Het blijkt dat die kunstmatige transcriptiefactor door de cel niet als vreemde indringer wordt gezien. Hij/zij doet ‘normaal’ zijn/haar werk, dringt de celkern binnen en activeert een bepaald gen. Lee probeerde de NanoScript gedoopte factor uit in menselijke (kweek)cellen, met een aangepast gen, waardoor de activiteit van de kunstmatige transcriptiefactor goed was te volgen. De expressie (activiteit) van het bewuste gen nam met de neptranscriptiefactor met een factor 15 toe. Alle drie de groepen op de kunstmatige transcriptiefactor zijn wezenlijk. Als je er eentje weglaat dat doet ie (de factor) het niet. Lee werkt nu aan kunstmatige transcriptiefactoren die een stamcel kunnen herprogrammeren.

Bron: c2w