Een bacteriofaag

Onderzoekers hebben met behulp van bacteriofagen (bacterievreters) en bacteriën een ‘evolutiemachine’ gemaakt in de hoop dat daar interessante biomoleculen uit rollen. Antibiotica, bijvoorbeeld!

“Net als computers zijn bedoeld om rekenkundige en logische bewerkingen uit te voeren kan de nieuwe ‘machine’ geprogrammeerd worden om logische ‘bewerkingen’ uit te voeren binnen levende cellen door het cel-DNA te gebruiken als ‘variabele’ om nieuwe moleculen te maken”, zegt synbioloog Alfonso Jaramillo, die verbonden is aan de universiteit van Warwick (Eng). Hij is coördinator van dit Evoprog gedoopte driejarige project, dat gefinancierd wordt door het EU-programma FET.
In hun ‘evolutiemachine’ spelen de fagen een belangrijke rol. In de natuur hebben ze het gemunt op bacteriën. Ze evolueren razendsnel. De, genetisch veranderde, bacteriofagen, besmetten, afhankelijk van verschillende stimuli, verschillende bacteriesoorten. Hun evolutiesnelheid gebruiken de fagen (en onderzoekers) om zich snel aan de wisselende omstandigheden aan te passen.
“De fagen krijgen te doen met bepaalde soorten gemanipuleerde bacteriën, afhankelijk van welke biomoleculen we willen maken”, vertelt Jaramillo. “Ze repliceren alleen als de veranderde eiwitten die ze aanmaken passen bij de genen en verbindingen die in de bacteriën aanwezig zijn.” Dat zijn de ‘programmeerknoppen’ waar de onderzoekers aan kunnen draaien teneinde de bacteriën bepaalde moleculen te laten aanmaken: genveranderingen in de fagen en de bacteriën.

3d-printer

De bioreactoren wordt gemaakt met behulp van een 3d-printer. Dat zou de reproduceerbaarheid vergroten, maar bovendien nog aanzienlijk goedkoper zijn dan op de ouderwetse manier.
Het duurt ongeveer twee tot drie weken alvorens een gericht evolutieproces is voltooid. Dat zou het begin kunnen zijn van een, nog steeds heel lange weg, naar een nieuw geneesmiddelof antibioticum. Grappig is dat we zo duchtig met antibiotica hebben gesmeten dat bacteriën er geen last meer van hebben. De evolutie doet ook daar haar werk.

Jaramillo: “Met onze evolutiemachine zouden we nieuwe antibacteriële moleculen kunnen vinden. Als een antibioticum, bijvoorbeeld, door een bacterie onmiddellijk naar buiten wordt gepompt en die cel dus niet doodt, dan zouden we een selectie van het faag-DNA kunnen gebruiken om die bacteriële pomp te blokkeren.”

Bron: Alpha Galileo