RNA-bewerker Cas13. Ook bij bewerking RNA wordt een gids-RNA gebruikt om de RNA-schaar naar de juiste plaats te dirigeren (afb: zlab.bio)
Iedereen, ook deze leek, riep blij dat met de CRISPR-methode er een prima instrument was gekomen om fouten op het genoom te herstellen. Dat bleek toch een beetje tegen te vallen en gaandeweg zijn er steeds meer methodes ontwikkeld om die methode nog te verbeteren. Onderzoekers hebben nu een chemisch veranderd gids-RNA ontwikkeld, dat de genschaar naar de goede plek op het genoom moet leiden, dat niet het DNA aanpakt om genen uit te schakelen maar het RNA om dat te bewerken en/of uit te schakelen in mensencellen. Daarmee zou de effectiviteit van gids-RNA met een factor twee tot vijf zijn verbeterd. De nieuwe methode werkt ook twee maal langer de de bestaande CRISPR-methodes.
Onderzoekers rond Neville Sanjana van het genoomcentrum in New York hebben zich tijdens deze studie gericht op oppervlaktereceptoren op T-cellen (een type afweercellen) en een deel van het genoom dat alle varianten van het coronavirus gemeenschappelijk hebben. Het verlengen van de werkingstijd van gids-RNA is belangrijk, aangezien daarmee genen beter gedeactiveerd kunnen worden en ook dat daarmee meer tijd is om de invloed van een gen op andere genen te bestuderen.
Het gids-RNA wordt mettertijd afgebroken in een cel. “We werden geïnspireerd door veranderingen aan gids-RNA voor CRISPR-methode om DNA te bewerken”, zegt Alejandro Méndez-Mancilla. “We wilden onderzoeken of chemische veranderde gids-RNA’s langer actief zouden zijn in mensencellen.”
Uitgaand van eerder onderzoek om gids-RNA voor de Cas13-genschaar te verbeteren, probeerden de onderzoekers een aantal chemische varianten uit. Zo bleek het als ze drie basen toevoegden met een ander type chemisch binding, die werkingsduur werd verlengd tot zo’n vier dagen (in plaats van twee). In T-cellen leidde dat tot uitschakeling in 60 tot 65% in de T-cellen van het gen CD46, een gen dat codeert voor een eiwit dat de afweerreactie regelt. Met een onveranderd gids-RNA lukt dat maar in 40 tot 45% van het aantal T-cellen.
De onderzoekers zagen ook dat methylering en andere chemische veranderingen van het gids-RNA de activiteit van Cas13 verbeterden. Daarbij was de basevolgorde wezenlijk (dat lijkt me hoedanook bij gids-RNA, dacht ik; as). “We hopen dat deze veranderde gids-RNA’s de weg effenen naar het toepassen van op RNA gerichte CRISPR-methodes in primaire cellen”, zegt collega Hans-Hermann Wessels.
RNA-virussen
Hun baas Sanjana denkt dat deze methode een uitbreiding is van de CRISPR-gereedschapskist. “Voor niet-coderende delen van het genoom is je richten op DNA mogelijk niet effectief. Bovendien zou je dan geen RNA-virussen zoals het coronavirus kunnen aanpakken.”
De onderzoekers hebben het nieuwe gereedschap ook uitgeprobeerd op een stuk RNA dat de verschillende mutaties van het coronavirus gemeen hebben. Dat werkt natuurlijk alleen met gids-RNA dat zich richt op RNA.
Het coronavirus dringt cellen binnen en dwingt het DNA van de cel het eigen RNA-genoom te produceren (in stukken). Die stukken zijn verantwoordelijk voor de aanmaak van eiwitten die er voor zorgen dat er weer nieuwe virusdeeltjes ontstaan waardoor het verhaal wordt vervolgd. Dat universele virus-RNA is te vinden aan het begin van elk virus-RNA-stuk. Als je dat stuk weet aan te pakken met CRISPR zou dat het eind van de virusdreiging kunnen zijn (is het idee).
Het idee van CRISPR gericht op RNA heeft er ook mee te maken dat als je het DNA verandert dat doorgegeven wordt aan de dochtercellen en dat gebeurt niet als je je richt op RNA. Sanjana stelt dat dat soms nodig is in onderzoek en bij de medicijnontwikkeling. “De boodschapper-RNA-vaccins voor de coronaziekte zorgen tijdelijk voor de aanmaak van eiwitten, maar creëren daarmee een afweergeheugen dat veel langer stand houdt.”
Bron: Science Daily