DNA, het ‘levensmolecuul’, is niet alleen te gebruiken als archief voor de eiwitfabricage in een cel, maar ook als katalysator, een stof die een chemische reactie mogelijk maakt en/of versnelt. Scheikundigen ontwerpen katalysatoren bij voorkeur op de tekentafel, maar het is nog niet zo eenvoudig die ontwerpen ook in de praktijk te maken. In de cel heten katalysatoren enzymen. Je zou ze de werkpaarden van het leven kunnen noemen. Enzymen katalyseren biologische processen, waarbij heel ingewikkelde organische verbindingen worden opgebouwd (of afgebroken). Enzymen zijn zelf weer eiwitten, opgebouwd uit aminozuren. Scott Silverman en zijn medewerkers aan de universiteit van Illinois denken dat DNA hulp kan bieden. “Ons idee is om kunstmatig gesynthetiseerde stukjes DNA te gebruiken om zijketens van eiwitten te veranderen, waardoor hun biologische functie verandert”, stelt Silverman in een persbericht.
Een belangrijke reactie in levende systemen is de toevoeging of verwijdering van een fosfaatgroep, de ‘rest’groep van fosforzuur, aan een eiwit. In het rijk van de eiwitten zijn de aminozuren serine en tyrosine verantwoordelijk voor het toevoegen of verwijderen van fosfaatgroepen, waardoor de eiwitfunctie verandert of het enzym wordt uit- of aangeschakeld. Zonder katalysatoren duurt dat lang ( in de orde van duizenden of zelfs miljoenen jaren). In de natuur zorgen kinases en fosfatases er voor dat die reacties vaart krijgen.
Silverman en zijn groep slaagden er in stukjes DNA dat katalyserende werk te laten doen. Volgens Silverman probeerde hij met zijn medewerkers te laten zien dat DNA geschikt is al katalysator. Nu dat is aangetoond gaat hij verder. “We proberen nu uit te vinden welke reacties DNA kan katalyseren en hoe we DNA-katalysatoren kunnen vinden die die bepaalde reacties versnellen.” Om stukjes DNA te bepalen die de fosfaat-additie katalyseren, werd gebruik gemaakt van een in-vitro-selectieproces. Simpel gesteld komt dat neer op een hele reeks petrischaaltjes met elk een stukje DNA en de benodigde reagentia en dan maar kijken in welk schaaltje de reactie loopt. Niet bepaald hogere scheikunde.
De DNA-katalysatoren bleken hun actieve arbeid ook te verrichten in de nabijheid van andere eiwitten. Die toevoegingen moesten aantonen dat de truc ook werkt in een cel(achtige omgeving).

Bron: Eurekalert