Het RNA-molecuul wordt afgelezen in het ribosoom (de bolletjes waaruit de blauwe eiwitslierten komen). Hoe langer de ‘A-baan’ (PolyA track) hoe minder eiwit (afb: Nature Communications)

Er kan al heel wat afgeregeld worden aan het genoom, maar dat wil nog niet zeggen dat we alles in de greep houden. Het lijkt er op dat er nu een nieuwe ‘vaardigheid’ is bijgekomen: het sturen van de activiteit (expressie) van genen. Of genen actief zijn of niet is voor een belangrijk deel per celtype vastgelegd. Genen kunnen ge(de)activeerd worden, maar hoeveel van het bijbehorende eiwit ‘produceert’ een actief gen dan? Onderzoekers van de universiteit van Washington in St. Louis (VS) schijnen nu het ‘knopje’ gevonden te hebben om aan te draaien. Het schijnt een eenvoudig systeem te zijn en het werkt zowel bij bacteriën, planten als zoogdiercellen (dus ook bij menselijke).

“Het is gereedschap dat je kunt gebruiken om een genetisch veranderde cel iets te laten produceren of om te kijken hoe genen werken”, zegt Sergei Djuranovic van de universiteit van Washington. Zo’n ‘knopje’ is natuurlijk geweldig voor genknutselaars die willen dat organismen veel van een bepaald product maken. Sommige als medicijnen gebruikte stoffen, zoals het antibioticum vancomycine of het kankermedicijn taxol. zijn bijproducten van de celstofwisseling. Door genen op elkaar ‘af te stemmen’ zou de productie kunnen worden vergroot.
Djurovic is zelf geïnteresseerd in het regelen van de genexpressie om ‘ziektegenen’ te kunnen bestuderen. “Er zijn allerlei complexe ziektes zoals kanker of autisme, waarvan we weten dat de expressie van een bepaald gen is verlaagd, maar niemand weet wat die vermindering bijdraagt aan de ziekte. Met klassieke genetica kan je alleen maar zien wat er gebeurt als dat gen er niet is of wel of als je er twee van hebt. Nu kun je alle expressies daartussen ook bestuderen.”

Translatie

De techniek maakt gebruik van de translatie: het ‘vertalen’ van het boodschapper-RNA in eiwitten in het ribosoom. Boodschapper-RNA bestaat uit een afdruk van de letters van het gen op het DNA-molecuul: de A (nucleotide met base adenine), C (cytosine), G (guanine) en U (uracil; op DNA is dat de base thimine). Die kom je op RNA afwisselend tegen, maar soms krijg je een hele rij A’s achter elkaar. Die stukken schijnen nogal glibberig te zijn voor het aflezende ribosoom. Dat heeft dan de neiging te stoppen met vertalen en door te glijden op zo’n ‘A-baan’, tot het aan het eind van het molecuul komt, waardoor de hoeveelheid eiwit die wordt aangemaakt gering blijft.
De onderzoekers toonden aan dat de glibberigheid van de ‘A-baan’ een middel is om de eiwitproductie te reguleren. Hoe meer ‘A-banen’ ze toevoegden aan het begin of het midden van de RNA-sequentie, hoe minder eiwit er werd geproduceerd. Door de lengte van die ‘A-banen’ te veranderen konden ze precies zo veel eiwit laten aanmaken als ze wilden. Het inbouwen moesten wel aan een aantal voorwaarden voldoen, maar laten we het niet ingewikkelder maken dan het toch als is.

Alle celtypes

De onderzoekers probeerden de techniek uit in  cellen van bacteriën, gist, planten, fruitvliegjes, muizen en mensen. In al die celtypes bleek de ‘knop’ dezelfde. Dat heeft er mee te maken dat de translatie een evolutionair gezien oud proces is, dat in min of meer dezelfde vorm in alle levensvormen voorkomt.
“Het mooie ervan is dat het zo simpel is”, zegt Djuranovic. “In het verleden was je jaren bezig om de expressie met, zeg, 30% omlaag te krijgen en dan had je nog veel geluk nodig ook. Nu kunnen we dat in een paar dagen.

Bron: EurekAlert