Een DNA-streng met zes (in plaats van vier) nucleotiden. X en Y zijn de ‘vreemde eenden’. (afb: New Scientist)

Synthetische biologie is er niet in de eerste plaats op gericht om bestaand leven te ‘repareren’ maar vooral om nieuw leven te creëren. Het leven maakt maar een bescheiden gebruik van de chemische mogelijkheden die er bestaan. Zo zijn eiwitten opgebouwd uit, ten hoogste, twintig verschillende aminozuren, terwijl er vele malen meer aminozuren bestaan (of te bedenken zijn) en DNA maakt voor de opbouw maar gebruik van vier verschillende nucleotiden, die louter verschillen in de base. Een uitdaging, dus. Nu heeft een groep rond Floyd Romesberg van het Scripps-instituut in La Jolla (VS) een E. coli-bacterie voorzien van een DNA-streng met twee extra basen/nucleotiden:  d5SICS en dNaM. Het schijnt de bacterie, die er normaal toch al een los DNA-‘regime’ op na houdt, niet erg te deren.
“Het is verbazingwekkend dat het werkt”, zegt onderzoeker Aaron Leconte die mee hielp de nieuwe DNA-letters (nucleotiden of eigenlijk de basen) te ontwerpen, maar die niet aan het onderzoek heeft meegedaan. Buiten een transporteiwit, dat de ‘letters’ het DNA in heeft gesmokkeld, hebben de onderzoekers eigenlijk niets aan de cel van de bacterie veranderd. Zo is er niets aan de DNA-replicatie’machine’ veranderd. Dat is opmerkelijk, omdat normaal gesproken bij celdeling fouten in het DNA vrij secuur worden gerepareerd. Kennelijk ontsnapten d5SICS en dNaM aan de ‘aandacht’ van de reparatie-eiwitten omdat ze zo verschillend van de natuurlijke vier DNA-letters C, G, A en T zijn en er niks mee wisten aan te vangen.
Eerst werden de nucleotiden in het DNA ingebracht in een deel ver weg van werkende genen, om verstoring van die functies te voorkomen. Nu proberen de onderzoekers die vreemde ‘letters’ te integreren in actieve genen, om die cellen vreemde, want onnatuurlijke, eiwitten te laten maken. Naast de 20 natuurlijke aminozuren heeft Romesberg nog een voorraadje van 152 niet-natuurlijke aminozuren. Het idee is om daarmee ‘hooggeletterde’ bacteriën allerlei onnatuurlijke, maar overigens voor de mens zeer bruikbare materialen te laten maken, zoals nanodraden voor microbatterijen en nieuwe geneesmiddelen. Uiteindelijk is het Romesbergs doel om een halfsynthetische cel te maken die met twee verschillende genetische systemen werkt. De natuurlijke DNA-streng moet de cel in leven houden, terwijl parallel een synthetische of halfsynthetische DNA-streng codeert voor de bedachte nuttige producten.
Omdat het over een levend organisme gaat zou ook hier de evolutionaire ontwikkeling kunnen helpen het systeem te vervolmaken, schrijft het Engelse blad  New Scientist optimistisch. Ik heb zo mijn twijfels. Waarom zou een levend organisme een parallel systeem verbeteren als dat organisme geen baat heeft bij dat systeem? Voor hetzelfde geld wordt dat gewoon om zeep gebracht. De toekomst zal het ons leren.

Bron: New Scientist