Bacteriofagen (virussen) bestrijden de CRISPR-defensie van bacteriën door de Cas9-‘schaar’ te blokkeren met een eiwit (Acr) (afb: Cell)

Ik heb altijd begrepen dat de genoombewerkingsmethode CRISPR/Cas9 heel precies genen uit het DNA-molecuul kan wegsnijden. Kennelijk gaat dit ‘onfeilbare’ van bacteriën geleende systeem toch nog wel eens in de fout. Onderzoekers van de medische afdeling van MIT in Cambridge (VS) en van de universiteit van Toronto (Can) hebben nu drie eiwitfamilies ontdekt die het knip- en plakwerk van de CRISPR/Cas9 kunnen uitzetten. Daarmee zou de bewerkingstechniek nog ‘feillozer’ worden (als de vergrotende trap van feilloos zou hebben bestaan).

“Als je het CRISPR-systeem stuurbaar maakt, dan heb je nog meer mogelijkheden het aan- of uit te zetten onder bepaalde omstandigheden, zoals waar iets moet gebeuren en op welk tijdstip”, zegt bacteriofaagbioloog Alan Davidson van de universiteit van Toronto (een bacteriofaag is een virus dat het op bacteriën gemunt heeft). “De drie anti-CRISPR-eiwitten die we hebben geïsoleerd binden op verschillende plaatsen aan Cas9 (de ‘schaar’ van het systeem; as) en er zijn er vast meer.”
CRISPR-remmers zijn de natuurlijke bijproducten van de evolutionaire bewapeningswedloop tussen virussen (bacteriofagen) en bacteriën. Bacteriën gebruiken CRISPR/Cas9 om het genetische materiaal van virussen uit hun genoom te halen. Als reactie daarop hebben virussen eiwitten ontwikkeld die zich, bij besmetting, snel kunnen binden aan het CRISPR/Cas9-complex waarmee dat uitgeschakeld wordt.

Die eiwitten zijn aantrekkelijk voor experimenten omdat ze de mogelijkheid bieden om missers te voorkomen. Onderzoek bij muizen heeft laten zien dat zulke missers misschien zeldzaam zijn, maar wel voor grote problemen zouden kunnen zorgen als het CRISPR/Cas9-systeem wordt ingezet voor therapeutisch gebruik bij mensen.
“CRISPR/CAs9 in cellen, weefsels of organen is op zijn best nutteloos en op zijn slechtst een veiligheidsrisico”, zegt Erik Sontheimer. “Als je een uitschakelaar kunt maken die Cas9 overal inactief houdt behalve waar je dat molecuul wilt gebruiken, dan wordt de specificiteit groter.” Daarmee wordt ook het gebruiksnut groter, want waar het risico voorheen te groot was komt nu binnen het praktische bereik, is de redenering van de onderzoekers.

Per ongeluk

De eiwitten zijn dus handig voor het bestuderen en bewerken van het genoom, maar de MIT-onderzoekers zijn ook geïnteresseerd in de wisselwerking tussen CRISPR-complexen en de tegenzet van de virussen (de anti-CRISPR-eiwitten). Eigenlijk deden ze de ontdekking per ongeluk. Davidson: “We waren er niet naar op zoek, maar we probeerden te begrijpen hoe fagen zichzelf tot uitdrukking brengen in het bacteriële genoom. Toen kwamen we iets tegen waarvan ik denk dat dat belangrijk is voor de biotechnologie. We volden een pad dat we niet kenden.”

Bron: EurekAlert