Zo zouden transposonen zich verspreiden door het genoom (afb: https://www.ebi.ac.uk)
Voor een systeem waar het zo nauw luistert, het leven, heeft het wel veel ‘losse eindjes’ (althans, zo zien ze er uit met mijn beperkte kennis van de genetica). Transposonen, vaak springende genen genoemd, horen daar wat mij betreft toe. Onderzoekers hebben nu die wispelturige genen in het huwelijk laten treden met de CRISPR-methode om DNA te veranderen. Daardoor zou het makkelijker worden om het DNA te veranderen en daar zou niet bij geknipt hoeven worden.
“Het zit allemaal nog in de experimentele fase”, zegt genetica Helen O’Neill van het universiteitscollege in Londen, die niet bij het onderzoek betrokken is geweest. Natuurlijk vindt ze het weer ‘opwindend’ (het is toch een vreemd trekje van angelsaksische onderzoekers dat die zo vaak opgewonden raken).
Biologen zouden graag willen dat ze het DNA zouden kunnen bewerken zoals teksten op een computer met de opdracht zoek-en-vervang of zoek-en-wis. Normaal gesproken zorgt een genschaar (vaak Cas9) voor het knipwerk op de plek waar het gids-RNA Cas9 heen brengt. Daardoor kunnen genen ‘onschadelijk’ worden gemaakt, maar kunnen ook nieuwe genen worden ingevoegd.
Dat laatste werkt lang niet altijd, maar slechts in een op de vijf gevallen en in sommige cellen schijnt de invoeging van een nieuw gen, vaak de ‘juiste’ kopie van het verwijderde gen, helemaal niet te werken.
Er werken nogal wat groepen om die zoek-en-vervang-functie te verbeteren. Feng Zhang van het MIT in Cambridge (VS) en medeonderzoekers hebben nu, dus, de hulp ingeroepen van de springende genen om er meer greep op te krijgen.
Knip en plak
Die eigenzinnige genen zijn de hele tijd bezig zichzelf te kopiëren en ergens in het genoom in te passen: het aloude knip-en-plak-werk. Daarbij gebruiken ze enzymen die, heel toepasselijk, transposases worden genoemd. Die transposonen komen veel voor. Meer dan de helft van ons genoom zou er uit bestaan.
Onlangs werd ontdekt dat een paar van die eigengereide genen in de (cyano)bacterie Scytonema hofmanni het CRISPR-systeem hadden gekaapt, dat bedoeld is als afweersysteem tegen virussen. Die Tn-7-transposonen gebruiken het eiwit Cas12k om specifieke sequenties op het DNA op te sporen, maar dit eiwit knipt het DNA niet. Transposases zorgen er voor dat de springende genen op die plaats worden ingevoegd.
Feng en de zijnen hebben nu aangetoond dat Cas12k en de Tn7-transposonen kunnen worden gebruikt om stukken DNA van duizenden ‘letters’ (A, C, G of T) in te voegen in het DNA van een E. coli-bacterie. Nog beter is het resultaat daarvan: het werkt in 80% van de gevallen. Nu moeten de onderzoekers nog aantonen dat de truc ook werkt in planten- en dierencellen. Als dat zo is dan krijgen de onderzoekers een zoek-en-voeg toe-functie. Dat is nog niet de gewenste zoek-en-vervang-functie, maar zou toch weer een stap vooruit zijn op weg naar een smetteloze bewerking van het genoom (want daar gaat het uiteindelijk om).
Bron: New Scientist