Het Cas9-complex (blauw) ‘omarmt’ het gids-RNA (geel) en doel-DNA (rood) (afb: Bang Wong)

Ik heb het idee dat het met de CRISPR-methode niet helemaal lekker loopt. Toen deze bacteriële truc een aantal jaren geleden ontdekt werd, was er alom hoerageroep: nu kunnen we eindelijk heel nauwkeurig het genoom bewerken. Dat bleek niet zo te zijn. Het gebeurde vaak dat er op onvermoede en onbeoogde plaatsen aan het DNA werd gesleuteld door de knipenzymen. Er zijn inmiddels verbeteringen voorgesteld en nu komen Chinese onderzoekers onder aanvoering van Feng Gu van de universiteit van Wenzhou met weer een manier om CRISPR veiliger (betrouwbaarder) te maken.
In de meeste gevallen wordt bij de CRISPR-techniek het knipenzym Cas9 gebruikt, dat door gids-RNA naar de juiste plaats op het DNA wordt geleid. Het CRISPR-systeem is aanwezig in diverse bacteriën die ook in labs worden onderzocht. Het CRISPR-systeem van de Staphylococcus aureus heeft het voordeel van zijn kleinheid. Daardoor is het CRISPR-gereedschap makkelijker een cel binnen te loodsen met behulp van een (kreupel) virus.
Zoals gezegd vormen onbeoogde mutaties een hinderlijke bijwerking van het CRISPR-systeem. Het gids-RNA zou zich kunnen binden aan een DNA-sequentie op de verkeerde plaats en daar Cas9 aan het knippen zetten, met mogelijk katastrofale gevolgen.

Cas9-mutant

Gu en zijn medeonderzoekers zijn eens gaan kijken of het helpt om aan de genschaar te gaan sleutelen, aan het Cas9-eiwit van de S. aureus, dus. Ze varieerden wat op het thema Cas9 en keken wat daarvan het effect was op die onbedoelde knipactiviteiten.
Het bleek dat een van die mutanten op de een of andere manier in staat was te zien of ze op de goede plek waren aanbeland. Week die maar op een plaats af (de verkeerde base of nucleotide) van de beoogde sequentie dan weigerde de genschaar om aan de slag te gaan. Daarmee zou de betrouwbaarheid van de CRISPR-methode met een factor 93 zijn toegenomen.
De mutatie zat in dat deel van Cas9 dat contact maakt met op het DNA ‘geplakte’ gids-RNA. Als de sequentie van gids-RNA en het DNA niet helemaal paste, dan werd de verbinding losser gemaakt. Alleen bij de sterkste paring tussen gids-RNA en DNA ging die mutant van Cas9 aan de slag, zo melden de onderzoekers.

Gu: “Het voorkomen van onbedoelde knipacties is cruciaal voor de ontwikkeling van de CRISPR-techniek voor medische ingrepen zoals het repareren van genetische afwijkingen of het activeren van afweercellen tegen kanker. De resultaten van ons onderzoek wijzen op een potentieel veiliger therapiestrategie.”

Bron: Science Daily