Revolutionaire genetische schaar verdient de Nobelprijs

Volgende week donderdag is het 10 december en dat betekent, dat in Stockholm de Nobelprijzen worden toegekend aan onder andere wetenschappelijke onderzoekers die een opmerkelijke prestatie hebben geleverd. Vertaalbureau AgroLingua is zeer onder de indruk van de Franse Emmanuelle Charpentier en de Amerikaanse Jennifer Doudna, die op het gebied van scheikunde de Crispr/Cas9-schaar ontwikkeld hebben. Deze technologie heeft een revolutie teweeggebracht onder andere in de plantenveredeling voor de landbouw wereldwijd.

CRISPR/Cas9 - deze afkorting staat voor een nieuwe methode voor het veranderen van DNA-bouwstenen in het genoom, zo eenvoudig en nauwkeurig als tot voor kort ondenkbaar was. Deze "genenschaar" werkt in bijna alle levende cellen en organismen: het belooft nieuwe mogelijkheden tegen AIDS, kanker en een aantal erfelijke ziekten - maar ook in het kweken van planten en dieren.

Absorptie

Hoe werkt het? Bacteriën zijn eencellige organismen en dus relatief eenvoudig gestructureerde levende wezens. Om ze te beschermen tegen het binnendringen van virussen heeft de natuur iets bedacht: CRISPR. Deze afkorting staat voor "Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats" en verwijst naar korte, zich herhalende segmenten in het DNA, dat wil zeggen in het genetisch materiaal van de bacterie.
Na een virale infectie absorbeert de bacterie delen van het vreemde virale DNA in de CRISPR-gebieden. Hierdoor kan de bacterie de boosdoener bij een nieuwe poging direct herkennen en zijn DNA doorsnijden met een enzym dat Cas9 heet, waardoor de boosdoener wordt afgeschrikt. De bacterie is dus immuun geworden voor de virale aanval.

Precisie

Tot tien jaar geleden was het in het onderzoek nog niet mogelijk om deze slimme methode toe te passen. Verschillende onderzoeksgroepen zijn er recentelijk in geslaagd om het CRISPR/Cas9-mechanisme in hun laboratoria te gebruiken.
CRISPR/Cas9 is niet de eerste zogenaamde "genetische schaar", maar de precisie ervan biedt volledig nieuwe mogelijkheden: Theoretisch gezien is het enzym Cas9 in staat om het DNA op elke gewenste plaats te knippen en te modificeren. Dit heeft niet gewerkt met eerdere tools.

Gensequentie

Om dit alles beter te begrijpen, moeten we een korte blik werpen op het DNA. In elke cel van een levend wezen wordt het genetisch materiaal in de celkern gevonden. Dit kan nu kunstmatig worden veranderd. Het Cas9-enzym draagt een korte gensequentie. Wetenschappers kunnen deze gidsvolgorde, ook wel "guide RNA" genoemd, kunstmatig creëren en aanpassen aan die van bijvoorbeeld de te wijzigen cel.
Hierdoor kan het Cas9-enzym de genen op de gewenste plaats knippen. Het kan bijvoorbeeld een gengedeelte uit het genoom knippen of nieuwe genetische informatie in het DNA inbrengen. Het resultaat is dat de cel nu anders werkt dan voorheen: de genetische informatie is veranderd en daarmee de blauwdruk voor de cel.

Hoop

Op dit moment bestaat de hoop dat de nieuwe gentechnologie op veel onderzoeksgebieden kan worden gebruikt, bijvoorbeeld om ziekten te genezen. Met de genetische schaar zijn er ook nieuwe mogelijkheden bij orgaantransplantatie. De mogelijkheid om organen uit dieren te verwijderen, ze te verwerken en aan te passen aan de mens zou het tekort aan organen verminderen. Het proces kan ook worden gebruikt in de landbouw, bijvoorbeeld in de plantenveredeling. De grenzen tussen klassieke veredeling en gentechnologie vervagen door het gebruik ervan. Dit komt doordat de nieuwe technologie gebruik maakt van processen die ook in de natuur voorkomen. In sommige gevallen kan het vreemde DNA uit het laboratorium niet meer worden gedetecteerd in de nakomelingen van sommige planten.