Genetisch materiaal kan nu ook tijdelijk bewerkt worden

De ontwikkeling van de CRISPR-cas9 techniek heeft de afgelopen paar jaar een nieuw tijdperk ingeluid in de levenswetenschappen. Door het genetisch materiaal DNA met ongekende precisie te kunnen knippen en plakken, lonken er veel nieuwe mogelijkheden voor genetisch onderzoek en bestrijding van ziekten. DNA zit in de kern van elke cel van je lichaam en bevat alle genetische informatie die jou tot een uniek individu maakt.

Het bij CRISPR gebruikte cas9-enzym is een soort schaartje dat op een specifieke locatie een DNA-streng kan knippen. Vandaag is een nieuwe versie van de CRISPR-techniek gepresenteerd die het andere genetisch materiaal, RNA, kan bewerken.

Van schaar naar schakelaar

Deze nieuwe editie van CRISPR is ontwikkeld op basis van het cas13-enzym. Cas13 is net als cas9 een soort schaar om te knippen, maar richt zich op RNA. Wetenschappers hebben het cas13-enzym nu aangevuld met een enzym dat een informatieblokje in RNA kan omschakelen. RNA wordt 'geschreven' in vier letters, G, U, A en C. De nieuwe techniek, die REPAIR wordt genoemd, kan heel gericht op zoek naar een stuk code in het RNA en daar een A in een I omzetten, dat wordt uitgelezen als een G.

Wat is RNA?

RNA is een simpele variant van DNA en heeft vele toepassingen. Waar DNA de biologische basisinstructies bevat voor de opbouw van het lichaam, is RNA eerder een tijdelijk ‘kladblok’. Dat kladpapier is nodig om de instructies van DNA uit te voeren, of te kopiëren tot nieuw DNA. Na gebruik vergaat het RNA weer, wat eventuele fouten in RNA-bewerking minder erg maakt.

Juist het feit dat RNA maar een kort leven beschoren is, maakt REPAIR baanbrekend, vertelt microbioloog Raymond Staals van Wageningen University & Research: "Deze techniek kan op veel minder ethische weerstand rekenen dan de eerdere cas9-techniek. Die maakt permanente aanpassingen in het DNA, en die kunnen dus ook doorgegeven worden aan je kinderen. Omdat hier je RNA aangepast wordt, is het niet permanent. Je kinderen zullen dus gewoon je originele DNA overerven."

Wat kunnen we doen met RNA-bewerking?

De kladblok-functie van RNA maakt het een interessant doelwit om allerlei aandoeningen van genetische aard te bestrijden. Mutaties in het DNA kunnen zorgen voor de bouw van verkeerde eiwitten die je ziek maken. Staals legt uit: "Soms kan de oorzaak van een ziekte een enkele letter verschil zijn. Er zijn zo’n 6.000 aandoeningen bekend waarbij het verschil tussen het normale en het foutieve gen een mutatie van G naar A is. REPAIR kan die fout in het RNA continu gaan herstellen, zodat toch het goede eiwit wordt aangemaakt."

REPAIR kan dus niet alle letters in RNA herstellen, daar liggen nog mogelijkheden volgens Staals. "Ik kan me voorstellen dat ze in het laboratorium andere enzymen doorontwikkelen, zodat ze ook andere letters kunnen aanpassen (precies dat is voor het aanpassen van DNA zojuist gelukt, red.). Er zijn veel genetische aandoeningen die door meerdere mutaties worden veroorzaakt." Ook de efficiëntie van REPAIR is nog niet optimaal. "Stel dat je honderd RNA moleculen hebt die een mutatie in zich dragen. Dan is het op dit moment zo dat ze maar dertig van die honderd moleculen kunnen herstellen. Maar soms hoef je ook niet alle RNA moleculen te wijzigen om het ziektebeeld om te gooien."

Tot slot heeft Staals nog wel een idee hoe de efficiëntie van REPAIR verbeterd kan worden. "Dat cas13 moet je zien af te leveren in elke cel van het menselijk lichaam. Nu zijn virussen daar heel goed in. Virussen kunnen in een heel hoog tempo alle cellen van de mens infecteren. En die kun je dus misbruiken om dat cas13 af te leveren in elke cel. Ik denk dat daar nog een grote slag te maken valt."

Dit artikel is verzorgd door de wetenschapsredactie van De Kennis van Nu (NTR).

NPO Radio 1 houdt je dagelijks op de hoogte over de laatste ontwikkelingen in de wetenschap

Maandag t/m vrijdag rond 16.20 uur in Nieuws en Co