George Church, de ‘aartsvader’ van de synthetische biologie (afb: Harvard)

CRISPR/Cas9 is niet alleen een van bacteriën geleend systeem om genen te vervangen, maar ook om genen te activeren, waardoor de bijbehorende eiwitten (meer) worden geproduceerd. Hoe je met welke synthetische Cas9-eiwitten welke genen activeert is nu eens in een artikel in Nature bij elkaar gezet door synbiocoryfee George Church van de Harvard-universiteit en de zijnen: een nieuw hoofdstuk in het handboek in genetisch knutselen.

Zoals lezers van dit synbioblog inmiddels wel weten is de CRISPR/Cas9-methode de grote doorbraak in genetische manipulatie/modificatie, maar de techniek kan ook gebruikt worden om genen te activeren, dat wil zeggen als een soort transcriptiefactoren te fungeren (programmeerbaar, noemen de onderzoekers ze). Er zijn inmiddels voor dat doel al diverse Cas9-eiwitten gesynthetiseerd om enerzijds de functies van genen te bestuderen, maar ook om genen aan te moedigen actiever te worden en te zorgen voor meer door het gen gecodeerde eiwitten. “Die situatie leidde er toe dat onderzoekers zich gingen afvragen welke synthetische Cas9-eiwitten ze konden gebruiken voor hun eigen onderzoek. Al die eiwitten zijn ontworpen en beproefd onder verschillende omstandigheden. Er was geen goede vergelijking van hun mogelijkheden”, zegt Church. “We wilden zo’n vergelijking maken voor de onderzoekswereld.”
Onderzoekers van het Wyss-instituut van Harvard hebben hun best gedaan de mogelijkheden van de synthetische transcriptiefactoren in kaart te brengen, voor zowel menselijke als dierlijke cellen (muizen en vliegen). Hun werk zou medeonderzoekers tot gids moeten dienen op het vlak van genactivering.

Genactivering

Genactiverende Cas9-eiwitten bestaan uit domeinen die geleend zijn van eiwitten met bekende genactiveringspotentie. Normaal is een Cas9-eiwit een schaar die het gen uit het erfmolecuul knipt. Die mogelijkheid is bij de genactiveringseiwitten uitgeschakeld (uiteraard). In sommige gevallen is het gids-RNA (dat Cas9 naar de goede plek op het DNA moet leiden), ook in staat te binden aan transcriptiefactoren.
“We hebben eerst zeven geavanceerde Cas9-activatoren vergeleken met de oorspronkelijke activator die moest bewijzen dat het kon. Drie daarvan veroorzaakten een veel grotere genactiviteit dan de andere”, zegt medeonderzoekster Marcelle Tuttle. Dat deed het drietal zowel in muizen-, vliegen- als mensen-DNA. De onderzoekers gaven ook manieren aan om de boel nog verder op te schroeven. “Soms is de maximale activering nodig om een effect in de cel te krijgen. We slaagden er in de activiteit van diverse genen te vergroten met de drie best presterende activatoren, terwijl we drie verschillende gids-RNA’s gebruikten”, zegt medeonderzoeker Alejandro Chavez. Voorlopig lijken de mogelijkheden van het CRISPR/Cas9-systeem nog bij lange na niet ten volle benut te worden. Wordt ongetwijfeld vervolgd.

Bron: Technology Networks