Onderzoekers rond Norikazu Ichihashi van de universiteit van Tokio lijken het voor elkaar gekregen te hebben dat kunstmatig DNA zichzelf reproduceert, ook buiten een cel. Dat zou mogelijkheden openen om kunstmatige cellen te maken die naar wens stoffen zouden kunnen aanmaken.
Zelfreproductie van een cel, met als startpunt de duplicatie van DNA, zou je de kern van het leven kunnen noemen. Er zouden nog nooit kunstmatige systemen zijn bedacht en gemaakt die dat principe ook daadwerkelijk ‘beheersen’. Bij de reproductie van DNA zijn bepaalde eiwitten wezenlijk, maar het ’trucje’ moet natuurlijk niet maar een keer lukken. Die reproductie zou zich eindeloos moeten kunnen herhalen. Tot nu toe was het niet gelukt zo’n eindeloos reproducerend kunstmatig DNA-systeem te ontwikkelen.
Ichihashi en zijn collega’s slaagden er in de genen voor de reproductie-eiwitten ook actief te laten meewerken aan dat proces. Ze gebruikten ringvormig DNA (zoals bacteriën hebben), dat twee genen bevatte die nodig zijn voor de replicatie van het DNA plus genen die nodig zijn voor de aanmaak van eiwitten. Ook kregen ze het voor elkaar dat replicatieproces tien keer zo effectief te laten verlopen in de replicatiecyclus van ongeveer zestig dagen.

Op deze manier zouden dan kunstmatige cellen kunnen worden ‘gebouwd’ die groeien. Ze kunnen worden gevoed met aminozuren (bouwstenen van de eiwitten) en nucleotiden (bouwstenen van DNA). Die kunstmatige cellen zouden dan verbindingen kunnen produceren, waar we nu nog levende organismen voor gebruiken die daartoe genetisch worden veranderd, is het idee. Met deze kunstmatige cellen zou je de productie beter in de hand kunnen houden dan bij genetisch veranderde micro-organismen mogelijk is.

E. coli

Het DNA was afkomstig van een E. coli-bacterie. Dat werd ‘gefatsoeneerd’ en bevatte genen met de code voor T7 RNA-polymerase en dNTP voor de eiwitproductie en ook phi29 DNA-polymerase en Cre-recombinase voor de DNA-replicatie.

Die laatste twee eiwitten worden eerst aangemaakt. Vervolgens zorgde phi29 DNA-polymerase voor de replicatie van enkelstrengig DNA, waarna de tweede streng werd aangemaakt. Cre-recombinase vervolgens is nodig voor de recombinatie en de vorming van een nieuw ringvormig DNA-molecuul. Als dat geheel werd ingekapseld in druppeltjes (zie afb.) dan kon dat proces voortdurend worden herhaald en ontstonden er mutaties als in een natuurlijk darwinistisch systeem.

Bron: Alpha Galileo