Onderzoekers van het MIT in Cambridge (VS) hebben een modulair systeem van eiwitten ontwikkeld, waarmee bepaalde DNA-sequenties (basenvolgorden) in zoogdiercellen kunnen worden opgezocht, waarna ze, indien gevonden, een reactie op gang kunnen zetten zoals de celdood. Dat systeem van eiwitsensoren zou kunnen worden ingezet tegen bedreigingen waar ons eigen afweersysteem het lastig mee heeft zoals virussen of kanker.
“Dit zou voor een hele reeks toepassingen interessant kunnen zijn”, zegt onderzoeker James Collins van het MIT. “Dit systeem maakt het mogelijk zowel DNA met de juiste sequentie te detecteren als, bij ontdekking, iets te bewerkstelligen.” Het systeem is gebaseerd op de zogeheten zinkvingers die voor CRISPR-Cas9 werd ontdekt gebruikt werden voor het, moeizaam, bewerken van DNA. Er zijn methoden om eiwitten te maken die DNA-sequenties kunnen herkennen, bijvoorbeeld voor de bewerking van DNA, maar dit is dus een andere invulling.
Om hun systeem te bouwen, moesten de onderzoekers de bindende eigenschappen van de zinkvingers koppelen aan een ander eiwit dat iets in de cel teweegbrengt. Dat eiwit vonden ze in de inteïnes, korte eiwitten, die kunnen worden ingebouwd in grotere, zodat dat grotere eiwit functioneel in tweeën wordt gesplitst. De gesplitste eiwitdelen, de exteïnes, worden pas functioneel als het inteïne zichzelf heeft verwijderd, terwijl de twee eerder ontkoppelde delen zich weer verenigen.
De onderzoekers besloten een inteïne in tweeën te splitsen en die elk te verbinden met de gesplitste exteïnehelft en een zinkvingereiwit. Die zinkvingers moest stukken DNA in het doelgen herkennen en als ze allebei hun doelen hadden gevonden, sneden de inteïnes zichzelf er uit, waarna de exteïnes zich samenvoegden tot een functioneel eiwit. Het exteïne is een zogeheten transcriptiefactor die genen aan of uit kan zetten. Voor de zichtbaarheid plakten de onderzoekers nog een fluorescerend eiwit aan de zinkvingers, die een DNA-sequentie in een virus moesten opzoeken. Elke besmette cel ging vervolgens groen schijnen.
Met die methode zijn niet alleen besmette cellen te vinden, maar ook te doden. Dat verwezenlijkten de onderzoekers door het systeem eiwitten te laten produceren die afweercellen in stelling brengen (in plaats van een fluorescerend eiwit). Ze beproefden dat idee in de praktijk door DNA het eiwit NTR te laten aanmaken, een enzym dat een onschuldig eiwit CB 1954 aanzet tot het doden van de cel. Eerder hadden de onderzoekers al aangetoond dat opgespoorde kankercellen met dit systeem zijn aan te zetten tot een geprogrammeerde (door de onderzoekers, dan) celdood.
De onderzoekers richten hun pijlen nu op vormen van hiv die na een behandeling ‘slapend’ blijven en die later weer actief kunnen worden. “Dat is zo’n beetje de laatste barrière om AIDS helemaal te genezen”, zegt medeonderzoeker Shimyn Slomovic.
Ook dit onderzoek is nog niet af (dat duurt nog jaren), maar volgens Collins is het nu al als hulpmiddel voor onderzoekers te gebruiken.

Bron: Science Daily