Via boodschapper-RNA worden stukjes DNA in het ribosoom omgezet in eiwitten (afb.: vib.be)

Het is al weer een paar jaar geleden (2010) dat Hamilton Smith en zijn mede-werkers van het Venter-instituut het erfgoed (DNA) van een bacterie (Mycoplas-ma mycoides) hebben ‘nagebouwd’, met wat eigen grapjes er in (stukjes tekst uit het boek Ulysses van James Joyce). Nu schijnen onderzoekers er bij de universiteiten van Harvard en Yale (VS) in geslaagd te zijn het genoom van een bacterie (een E. coli) helemaal te herschrijven, waardoor die ongevoelig is geworden voor virussen. “Dit is de eerste keer dat de genetische code fundamenteel is veranderd”, stelt onderzoeker Farren Isaacs, moleculair bioloog bij Yale. “Door een organisme met een nieuwe genetische code te maken hebben we de mogelijkheden biologische functies aan te passen aanzienlijk uitgebreid.” Het lijkt op het begin van een tijdperk.

Door het gericht veranderen van de genetische code van, voorlopig alleen nog maar, bacteriën, ontstaat een baaierd aan mogelijkheden om micro-organismen geheel naar je hand te zetten voor, bijvoorbeeld, het aanmaken van nieuwe eiwitten of nieuwe materialen. De bekende synthetisch bioloog Craig Venter, die voor het eerst het menselijk genoom (mede)ontafelde, mikt er nog steeds op ‘zijn’ bacterie (Mycoplasma laboratorium) waterstof te laten produceren, ter oplossing van het energieprobleem, terwijl daarmee meteen de kooldioxideuitstoot (aardopwarming) sterk wordt teruggebracht.
Het werk van Isaacs, met medewerking van de befaamde George Church van Harvard, is het resultaat van jaren werk, waarbij de natuur drastisch overhoop is gehaald. In natuurlijke systemen coderen drie bouwstenen van DNA (de zogeheten nucleotiden; daar zijn er vier van) voor een aminozuur en worden 20 verschillende aminozuren aangemaakt. Die aminozuren aan elkaar geplakt in het ribosoom vormen dan weer de eiwitten, de werkpaarden van het leven. Maar je kunt dat drietal ook uitbreiden naar een viertal of je kunt niet natuurlijke nucleotiden gebruiken, waardoor je andere niet door de natuur aangemaakte aminozuren en (dus) eiwitten zou kunnen maken of nog andere trucs uithalen met het genoom.
De onderzoekers hebben op die manier wat zitten ‘fröbelen’ en zijn er in geslaagd de E. coli resistent voor virussen te maken door de productie van de natuurlijke eiwitten te verminderen die virussen gebruiken om een bacteriecel te besmetten. Isaacs c.s. hebben ook een zogeheten stopcodon (een stukje genetische code dat ‘zegt’ dat het eiwit af is) veranderd, zodat met ‘een druk op de knop’ nieuwe, niet-natuurlijke aminozuren kunnen worden aangemaakt door de bacterie. Nu moet de praktijk uitwijzen of al dat geknutsel ook levensvatbaar is.  We zullen er ongetwijfeld meer van horen.

Bron: Eurekalert