De CRISPR-techniek zou nog niet precies genoeg zijn om mensen te behandelen (afb: Wiki Commons)

In de CRISPR-methode is gids-RNA onontbeerlijk om de genschaar (een van de Cas-familie) naar de juiste plek op het DNA te brengen. De binding tussen de genschaar en DNA is van invloed op het resultaat. Nu proberen onderzoekers die bindingskracht tussen DNA en genschaar (een van de Cas-en dus) regelbaar te maken.
Het is eigenlijk net zo iets als de klikpedalen van wielrenners of de skibinding. Die zijn bedoeld om los te vliegen als er iets mis gaat, maar dan moeten ze niet te strak of te licht zijn afgesteld. Dan zijn het bottenbrekers.
Iets soortgelijks doet zich ook voor bij de genoombewerkingsmethode die we kennen als CRISPR.
“Er is evenwicht tussen de binding en het op tijd loskomen”, zegt Michelle Wang van het Howard Hughesinstituut van de Cornelluniversiteit. “Wij willen de bindingskracht kunnen regelen. Dat geeft ons de mogelijkheid de bewerkingsmogelijkheden te regelen.”

Dat Cas-eiwit kan niet al te zwak verbonden zijn. Dat zou bewerkingen op verkeerde plaatsen in de hand werken, maar als de binding te sterk is dan kan de bewerking niet worden voltooid, stelt medeonderzoeker en promovendus Porter Hall.
de onderzoeksters onderwierpen het systeem aan een nauwkeurige analyse op molecuulniveau (minder zou niet helpen). Hoe bindt Cas aan DNA. Ze bekeken ook de manier hoe RNA-polyerase een dCas-schaar verwijderde. DCas is een synthetisch eiwit dat een DNA-sequentie herkent, maar niet knipt. Aan de hand daarvan hoopten ze een manier te ontdekken om de bindingskracht van Cas te regelen.

Voor het volledig doorgronden van de CRISPR-techniek is het wezenlijk een goed begrip te hebben van het mechanisme van de Cas-bindingsstabiliteit, stellen de onderzoeksters. Het blijkt dat wat zij de R-lus van dCas noemen van invloed is op die stabiliteit en dus ook een weg naar het regelen van die binding(skracht).

Motoreiwitten

In het lab van Wang wordt onderzocht hoe motoreiwitten langs de DNA-strengen bewegen, waar ze allerlei klussen uitvoeren. RNA-polymerase zet wegblokkades neer als dat enzym ergens aan het werk is om DNA af te schrijven op RNA. DCas (Cas zonder endonuclease) is zo’n wegversperring.

Eerder al scheidden de wetenschapsters de twee DNA-strengen met behulp van ‘lichtknijpers’ om te zien waar dCas zich aan het DNA bindt. Ook uit eerder onderzoek bleek dat dCas te verwijderen is met een motoreiwit, maar alleen van een kant.
Nu gebruikten ze die ritsopeningstechniek weer en ontdekten hoe dat komt. RNA-polymerase kan de verbinding tussen gids-RNA en het doel-DNA (het te bewerken DNA) te verbreken. Dat is die R-lus. Bij dCas kan dat, kennelijk maar van een kant.
Toen de onderzoeksters hadden ontdekt hoe dat proces in elkaar steekt, konden ze ook aantonen dat de stabiliteit van de dCas/R-lus is te sturen via het gids-RNA. Wang: “We hopen dat deze fundamentele kennis van hoe Cas-eiwitten werken uiteindelijk zal leiden tot doelmatiger genoombewerking en meer toepassingen van de CRISPR-techniek.”

Bron: Science Daily