Tweet

Nieuw leven uit de DNA-fabriek; deel I /2 reacties

Brokstukken

Al vele jaren worden er met zogeheten recombinatietechnieken DNA-ketens ‘verbouwd’. Sinds de ontrafeling van het menselijke genoom in 2003, waar de Amerikaan J.Craig Venter (zie kader vorige pagina) een, in ieder geval in publicitair opzicht, belangrijke rol heeft gespeeld, is er hard gewerkt aan het decoderen van genomen (het ‘DNA”) van andere dier-, plant- en bacteriesoorten. Inmiddels zijn er van vele honderden soorten de genomen in kaart gebracht. Bij het decoderen wordt het genoom tot zijn scheikundige bestanddelen teruggebracht. Of, beter gezegd, wordt de nucleotidevolgorde van het DNA bepaald. Zoals we allemaal van de middelbare school weten bestaat een DNA-streng slechts uit een opeenvolging van vier verschillende chemische ‘brokstukken’ die aangeduid worden met een deel ervan (het aminozuur): thymine (T), adenine (A), cytosine (C) en guanine (G), waarbij adenine bindt aan thymine in de tegenoverliggende streng en guanine aan cytosine.

Als je nou weet wat genen doen en je weet dat die in basis uit nucleotiden bestaan, dan moet het mogelijk zijn erfelijk materiaal te bouwen naar eigen inzicht en goesting, is de gedachte. Dat is natuurlijk mooi, maar daarbij moet je je wel realiseren dat een DNA-streng uit vele miljoenen baseparen (stelletjes A-T en C-G) bestaat. Het is ongelooflijk, maar als je een menselijke DNA-streng zou strekken dan heeft die een lengte van tweeeneenhalve meter! En zo’n molecuul zit in elke levende cel.

Complex

Het is daarom niet verwonderlijk dat synthetisch biologen zich bij het veranderen en ook maken van ’synthetisch’ DNA zich nog steeds vooral verlaten op levende organismen. Frank Notka van DNA-’fabrikant’ Geneart in het Duitse Regensburg: “Wat Venter doet is zich spiegelen aan de natuur, waarbij hij probeert de complexiteit terug te brengen. Dat betekent dat hij op zoek is naar het minimale genoom. Dat is wat genoemd wordt de reductionistische benadering. Wat wij hier in Regensburg doen is deels met een chemische techniek werken en deels met de aloude techniek die ook Venter gebruikt. Het eerste stukje, zeg 40 tot 50 baseparen, doen we chemisch en vervolgens gebruiken de route van de klassieke PCR-technologie met de hulp van micro-organismen (tot zo’n 500 000 baseparen). De genen waar wij mee werken hebben zo’n 1000 baseparen.”

´Wat wij hier in Regensburg doen is deels met een chemische techniek werken en deels met de aloude techniek die ook Venter gebruikt´

Dat betekent dat zelfs van niet al te forse genen slechts een klein deel nucleotide voor nucleotide wordt opgebouwd. Waarom wordt die aloude bacteriële weg nog steeds gebruikt en gaat Geneart niet helemaal over op de chemische route? Is die te tijdvretend? Notka: “Dat is het niet. Je kunt die oligonucleotiden (die kleine stukjes DNA van enkele tientallen baseparen; as) wel langer maken, misschien tot zo’n 200 baseparen, maar de methode is begrensd vanwege de fouten die je introduceert. Je moet ervan verzekerd zijn dat meer dan 99% van je oligonucleotiden correct is, anders heb je er niks aan en hoe langer de chemisch gesynthetiseerde streng, hoe groter de kans dat er fouten in de basevolgorde zitten.”

Alle begin is moeilijk. De chemische techniek wordt steeds verder verbeterd. Valt het dan niet te verwachten dat op den duur DNA gewoon uit de fabriek komt?

Wordt vervolgd…