Bij het herprogrammeren van het genoom hebben synthetisch-biologen nu de beschikking over de transcriptor, een eenvoudig biologisch equivalent van de transistor. Daarmee kunnen ze eencellige organismen nieuwe functies geven.
Transistoren versterken een elektrisch signaal of blokkeren het juist als twee andere signalen ‘aan’ of ‘uit’ gaan.
Ze zijn al sinds de jaren vijftig niet meer weg te denken uit elektronische circuits. Synthetisch-biologen hadden de functies van de transistor al eerder nagebootst bij het herprogrammeren van bacteriegenomen, maar daarvoor waren omslachtige constructies nodig. De transcriptor werkt veel eenvoudiger dan deze constructies.
knipeiwitten
De transcriptor maakt gebruik van knipeiwitten die stukjes DNA uitknippen en andersom terugplakken. Als een bepaalde signaalstof aanwezig is, maakt een bacterie die uitgerust is met de transcriptor een knipeiwit dat een blokkering op het genoom omdraait en daardoor opheft. Een ander knipeiwit, aangemaakt bij de aanwezigheid van een andere signaalstof, kan de blokkering daarna nog een keer omdraaien en zo weer activeren. Combineer deze transcriptor met een gen voor groene kleurstof en een bacteriekolonie zal groen uitslaan als een van de twee signaalstoffen aanwezig is, maar niet bij allebei. De uitvinders van de transcriptor hebben zes soorten gemaakt, die verschillend reageren op signaaleiwitten.
Volgens Jan-Willem Veening, moleculaire genetica-expert aan de Rijksuniversiteit Groningen, is de transcriptor zeker een interessante uitvinding voor de synthetische biologie. Voor de toepasbaarheid houdt hij nog een slag om de arm. ‘De ene soort transcriptor versterkt signalen veel beter dan de andere. De biologie daarachter is ook voor de onderzoekers zelf nog niet duidelijk.’ Bovendien moeten signalen voor de transcriptoren ‘aan’ of ‘uit’ staan, net als voor transistoren. In biologische systemen bestaan ook signalen tussen ‘aan’ en ‘uit’ in, stelt hij. ‘In de elektrotechniek werkt de transistor perfect, maar in de natuur is meer ruis. Het is de vraag in hoeverre de transcriptoren ruisvrij te krijgen zijn.’
