enzym

Nieuw onderzoek geeft inzicht in hoe enzymen genen ‘bewerken’. Het is een doorbraak: mede op basis van deze ontdekking kunnen in de toekomst wellicht genetische ziektes worden genezen.

De onderzoekers richtten zich op de zogenoemde CRISPR-eiwitten: eiwitten die zich binden aan DNA en dat DNA vervolgens kunnen veranderen. De eiwitten werden enkele decennia geleden voor het eerst in bacteriën ontdekt. De bacteriën bleken de eiwitten te gebruiken om zich te wapenen tegen virussen. Recenter toonden onderzoekers aan dat één zo’n CRISPR-eiwit – Cas9 – gebruikt kan worden om het chromosoom van mensen te bewerken.

Op de afbeelding

Op de afbeelding bovenaan dit artikel ziet u het CAS9-enzym (lichtblauw), samen met het RNA dat het enzym gidst (geel) en het DNA (rood) waarnaar het enzym zocht. Afbeelding: Bang Wong / Feng Zhang.

Correctie
Als we verder inzoomen op wat de eiwitten werkelijk doen, is er alle reden om ons petje voor ze af te nemen. Ze zijn in staat om zich op één combinatie van letters in de drie miljoen basenparen die het DNA-molecuul rijk is, te focussen. Dat is vergelijkbaar met het corrigeren van één verkeerd gespeld woord in een encyclopedie die uit 23 boekdelen bestaat. Om de naald in de hooiberg te vinden, gebruiken de CRISPR-enzymen een RNA-molecuul: een nucleïdezuur dat qua structuur vergelijkbaar is met DNA. het RNA doet dienst als ‘gids’. Zodra de gids de enzymen op de plek van bestemming brengt, kunnen deze starten met bewerken.

Microscoop
Een nieuw onderzoek geeft nu meer inzicht in hoe de CRISPR-enzymen dat ene foutje in de genetische code opzoeken en aanpassen. Onderzoekers van de universiteit van Bristol legden één DNA-molecuul onder een speciaal aangepaste microscoop en observeerden de CRISPR-enzymen terwijl deze zochten naar genetische informatie om te bewerken. “Een belangrijke uitdaging in het exploiteren van deze gereedschappen is dat we ons ervan moeten verzekeren dat slechts één specifieke locatie in het genoom wordt aangepakt,” legt onderzoeker Mark Szczelkun uit.

Het onderzoek levert meer inzicht op in hoe de enzymen werken en hoe wij ze in de toekomst wellicht kunnen gebruiken. “In de toekomst helpt dit om de CRISPR-enzymen zo aan te passen dat ze nog accurater werken. Dat is belangrijk als we deze gereedschappen uiteindelijk willen gebruiken om genetische ziektes in patiënten te genezen.”