De CRISPR/Cas9-methode blijkt volgens simpele regels betrouwbaar te werken (afb: Francis Crickinstituut)

Medewerkers van het Francis Crick-instituut in Engeland zeggen ontdekt te hebben dat met simpele regels is te bepalen hoe nauwkeurig CRISPR/Cas9 (de genschaar) te werk gaat bij het bewerken van DNA. Rond die genschaar heerst veel optimisme, maar de schaar knipt ook vaak op plekken in het DNA waar het niet bedoeld is. Met die regels zouden de veiligheid en doelmatigheid van de CRISPR/Cas9-methode kunnen worden opgekrikt, denken de onderzoekers.
CRISPR/Cas9 wordt alom in in onderzoekend geneticaland gebruikt om ‘afwijkingen’ in DNA te corrigeren of om voor andere doeleinden het erfgoed in cellen te veranderen. Dat gaat nogal eens mis doordat ook elders is dat lange molecuul stukken DNA verdwijnen of worden ingelast. Alvorens je zo’n techniek kunt toepassen in de klinische praktijk moet die betrouwbaar (en dus veilig) zijn.
“Tot nu toe was er veel giswerk nodig om genen te bewerken met CRISPR”, zegt Paola Scaffidi. “De uitkomsten waren onvoorspelbaar en schijnbaar willekeurig, maar door bestudering van honderden bewerkingen vonden we tot onze ontzetting iets wat eigenlijk heel eenvoudig was, met voorspelbare patronen. Dit verandert de manier waarop we CRISPR gebruiken fundamenteel en kunnen we een genfunctie met een veel grotere nauwkeurigheid bekijken. Dat zal de wetenschap aanzienlijk vooruitbrengen.”

Door de effecten van de bewerking van 450 genen op bijna 1500 DNA-locaties te bekijken in menselijke cellen, ontdekten de onderzoekers dat het resultaat afhankelijk is van simpele regels. Die hangen voornamelijk van een DNA-letter af die een bijzondere plaats in het gebied heeft dat moet worden herkend door het gids-RNA, het molecuul dat de schaar naar de beoogde positie moet brengen.
Gids-RNA is een. synthetisch, molecuul dat is opgebouwd uit zo’n twintig RNA-letters (A, U, C, G; de U is de T in DNA). Elke RNA-letter paart met een DNA-letter. Als de genschaar eenmaal gebonden is dan gaat de schaar (Cas9 in dit geval) aan het werk.

Vierde letter

De onderzoekers ontdekten dat het resultaat van de bewerking afhankelijk is van de vierde letter voor het eind van het gids-RNA, naast de ‘knipplek’. Als dat een A of een U is dan gaat de genschaar heel nauwkeurig te werk, als dat een C is dan gaat die knip nog vrij nauwkeurig, maar is dat een G dan ontstaat er nogal wat bijkomende schade. Het lijkt dus voor de hand te liggen op die plaats geen G meer te gebruiken. Dat kan, aangezien je je gids-RNA ook iets langer kan maken.
De groep ontdekte ook dat hoe open of gesloten de beoogde locatie op DNA is effect heeft op het resultaat. Een DNA-molecuul zit stevig ingepakt en opgewonden in een celkern en niet elk deel van het DNA is even goed bereikbaar (vandaar dat ‘open’ en ‘gesloten’). Als er verbindingen worden meegestuurd met de schaar om het DNA te openen, dan zou dat tot betere resultaten leiden, denken de onderzoekers.

Scaffidi: “Het goede nieuw is dat onafhankelijk van het weefsel (de genexpressie en dus de ‘openheid’ van bepaalde delen in het DNA is afhankelijk van het celtype; as) met de A en de U op de goede plaats je goed kunt bewerken.”

Bron: EurekAlert