In de priembewerking worden stukjes DNA streng voor streng vervangen door precieze DNA-sequentie (afb: Nature)

Priembewerking is de speciale bewerking van DNA die veiliger is dan de ‘normale’ CRISPR-methode, want accurater en doordat die minder onbedoelde bewerkingen veroorzaakt. Het vervelende is dat die methode ook veel minder effectief is (in minder cellen de reparatie uitvoert) dan de ‘aloude’ CRISPR-methode. Nu lijken onderzoekersters rond Lance Parsons en Britt Adamson van de Princetonuniversiteit daar, hoogstwaarschijnlijk, iets op gevonden te hebben. De ‘sleutel’ lijkt het kleine eiwit La te zijn.
Priembewerking heeft twee hoofdbestanddelen: een gewijzigde versie van het knipeiwit Cas9 (of een van de andere Cas-eiwitten) en een speciale vorm van gids-RNA voor priembewerking (aangeduid met pegRNA). Dat pegRNA brengt de genschaar naar de juist plek op het DNA en daar vinden de herstelwerkzaamheden of veranderingen plaats.
Het Cas-eiwit knipt op de plek een stukje uit het genoom en vervangt dat door een sequentie die op het pegRNA staat ‘geschreven’ (maar dan met DNA-nucleotiden; een omgekeerde transcriptie). Met priembewerking wordt dus exacte sequentie ingevoegd. Als ik het goed begrepen heb gebeurt dat eerst in de ene DNA-streng en vervolgens ook in de andere (maar dan in ‘spiegelvorm’; zie afb.). Adamson: “Priembewerking is een ongelooflijk goede genoombewerker.”

Dat kan allemaal wel zo zijn, maar erg effectief is die methode niet. De onderzoekersters redeneerden dat er een celproces of celprocessen moet/moeten zijn die die effectiviteit in de weg staat/staan. Om daarachter te komen had medeonderzoeker Jun Yan een heel simpele truc bedacht. Eerst maakten ze een cellijn waarbij cellen gingen fluoresceren als die daadwerkelijk bewerkt waren. Vervolgens werd de productie van eiwitten die in de cel normaal worden aangemaakt systematisch geblokkeerd, waardoor de onderzoekersters konden zien welke uitwerking dat specifieke eiwit heeft op het al of niet bewerken van het celgenoom.
Dat lijkt me een wat omslachtige manier, maar er kwam wel uit dat 36 eiwitten effect hadden of priembewerking al of niet werd uitgevoerd. Slechts een van die 36 eiwitten, het kleine eiwit La dat bindt aan RNA, bevorderde de priembewerking. Yan: “Hoewel priembewerking niet de normale functie is van La, constateerden we dat dat eiwit die wel sterk bevordert.”

La

In cellen plakt La in normale doen bepaalde sequenties aan het eind van kleine RNA’s, waarschijnlijk om te voorkomen dat die gauw uit elkaar zullen vallen. De onderzoekersters zagen dat de gebruikte pegRNA’s die sequenties, polyuridinesequenties, ook hadden. Daardoor zouden die gids-RNA’s ‘ongewild’ de bindingsactiviteit van La oproepen en daarmee de priembewerking bevorderen, zou de verklaring daarvoor zijn.

Daardoor geïnspireerd bedachten de onderzoekersters dat het misschien nuttig zou zijn om die polyuridinesequenties aan de priembewerker toe te voegen om de effectiviteit te vergroten. Tot hun grote vreugd vergrootte het aldus aangepaste eiwit, dat ze PE7 noemden, inderdaad het rendement van de priembewerking, terwijl die genoombewerking nog steeds erg weinig fouten maakte.

“Dit onderzoek is een mooi voorbeeld van als je goed kijkt naar hoe een cel werkt je onverwachte inzichten kan krijgen waar je je voordeel mee kan doen”, zegt Daniel Bauer van Harvard, die wel degelijk als medeauteur aan dat mooie onderzoek heeft meegewerkt.

Bron: phys.org