In bacteriën kan een alternatief CRISPR/Cas-systeem, CASTs genoemd, grote stukken DNA in één keer aanpassen. Amerikaanse onderzoekers ontdekten een groot aantal nieuwe CAST-varianten. Dit vergroot de kans dat we een variant vinden die ook in zoogdieren werkt.
Weinig wetenschappelijke technieken kunnen zoveel teweegbrengen als DNA-bewerkingstechniek CRISPR/Cas. De klassieke CRISPR/Cas-systemen, die oorspronkelijk uit bacteriën komen, brengen met kleine knipjes veranderingen aan in genen. Over de jaren hebben onderzoekers ook een ander systeem in bacteriën ontdekt dat hele delen van het genoom in één keer kan aanpassen: CASTs. Dat staat voor CRISPR-associated transposons, stukken DNA die zichzelf met behulp van CRISPR op verschillende plekken in het genoom plaatsen.
Met een uitgebreide database-zoektocht hebben Amerikaanse onderzoekers nu een heel aantal nieuwe CASTs-varianten gevonden in bacteriën. Mocht een van deze varianten ook in zoogdieren werken, dan hebben wetenschappers een enorm invloedrijke techniek in handen.
Schaar
De werking van klassieke CRISPR/Cas-systemen kun je vergelijken met een schaar: kleine, gerichte knipjes maken het mogelijk veilig en precies nieuwe stukken DNA in het genoom te introduceren. ‘De techniek is daarmee vooral sterk in het kapotknippen van genen, maar het repareren van genetische fouten is lastig en niet erg efficiënt’, legt geneticus Maarten Geurts van de Universiteit Utrecht en het Hubrecht Instituut uit. Hij is niet betrokken bij dit onderzoek.
‘Met CASTs kunnen we mogelijk vele genen tegelijkertijd in het genoom aanbrengen, die allemaal een andere functie hebben’, zegt moleculair bioloog Ilya Finkelstein van de Universiteit van Texas in Austin in een persbericht. Dit maakt het bijvoorbeeld mogelijk complexe ziekten te behandelen waarvan de oorzaak niet tot één gen terug te leiden is.
Goudzoekers
Bijna alle soorten bacteriën hebben CRISPR-systemen. Hoewel wetenschappers er al veel hebben onderzocht, blijven ze op zoek naar CAST-varianten die interessant zijn voor toepassing in zoogdieren. Met behulp van een supercomputer doorzocht het Amerikaanse onderzoeksteam daarom ’s werelds grootste database van microbiële stukjes genoom. ‘De term hiervoor is bioprospecting’, zegt Finkelstein. ‘Het was alsof we door een hoop slib en troep moesten zoeken om af en toe een goudklompje te vinden.’
Die goudklompjes vonden ze zeker: ze troffen 1476 nieuwe vermeende CASTs aan. Het team heeft enkele varianten al gekarakteriseerd en is zeker van plan er meer te onderzoeken. Finkelstein voorspelt dat de meeste daadwerkelijk CASTs zullen zijn.
Toekomst
Of al die nieuwe CAST-varianten ook echt goed en veilig werken in zoogdieren moet nog blijken. Rekenkundig bioloog Claus Wilke, ook van de Universiteit van Texas in Austin, is hoopvol: ‘Als je slechts een aantal CASTs hebt, is het onwaarschijnlijk dat je de beste al in handen hebt. Maar als je er meer dan duizend hebt, is dat een ander verhaal. Het is een mooi beginpunt om uit te zoeken welke CAST-varianten het makkelijkst zijn om mee te werken, of welke het efficiëntst of nauwkeurigst zijn.’
‘Alles valt of staat bij de toepasbaarheid in het lab’, reageert Geurts. ‘Deze bevinding helpt zeker in de zoektocht naar effectieve CASTs, maar er zijn inmiddels ook andere technieken die een vergelijkbare functie hebben. Deze werken al wel in zoogdieren in het lab.’ Hij benadrukt dat de vondst desondanks interessant is: ‘Voor de toepassing gaat het vooral over het gebruiksgemak en hoe goed de CASTs werken in cellen, diermodellen en uiteindelijk in mensen. De toekomst zal dit moeten uitwijzen’.
