Biotech & leven › Synthetische biologie & kunstmatig DNA
Synthetisch DNA-stukje remt kankergen MYC met tot 80 procent
Onderzoekers van de Universiteit van Portsmouth hebben een oude techniek nieuw leven ingeblazen: met synthetische DNA-stukjes schakelen ze het kankergen MYC gericht uit. In laboratoriumtests daalde de activiteit van dit gen met 50 tot 80 procent, dankzij een slimme chemische aanpassing die eerder niet mogelijk was.
Veel medicijnen grijpen in op eiwitten, het eindproduct van een lang biologisch proces in cellen. Onderzoekers van de Universiteit van Portsmouth kozen voor een andere aanpak: ze grepen in op DNA zelf, aan de bron van dat proces. Hun resultaten zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nucleic Acids Research.
Het idee is niet nieuw. Al decennia geleden bedachten wetenschappers zogeheten triplex-vormende oligonucleotiden, kortweg TFO's. Dit zijn kunstmatig gemaakte stukjes DNA die zich aan een specifieke plek in het DNA van een cel kunnen hechten. Daardoor kun je in theorie precies één gen beïnvloeden, zonder de rest van het erfelijk materiaal te raken. In de praktijk werkte dit concept slecht: de natuurlijke DNA-bouwstenen plakten niet stevig genoeg vast binnen een levende cel. Het leek een doodlopend spoor.
Een nieuwe chemische bouwsteen
Het team onder leiding van onderzoeker David Rusling loste dit probleem op door een bestaande, commercieel verkrijgbare synthetische DNA-bouwsteen toe te voegen, aangeduid als de Z-base. Die extra bouwsteen zorgt ervoor dat de synthetische DNA-stukjes veel sterker en gerichter vastplakken op moeilijk bereikbare stukken DNA. Het gaat vooral om zogeheten GC-rijke gebieden, delen van het DNA met veel van de bouwstenen guanine en cytosine. Deze gebieden spelen een belangrijke rol bij het aan- en uitzetten van genen, maar stonden bekend als lastig te benaderen.
Test op kankergen MYC
Om de methode te testen, richtten de onderzoekers hun synthetische DNA op het gen MYC. Dit gen is bij veel vormen van kanker betrokken: wanneer het te actief wordt, stimuleert het de groei van tumoren. In laboratoriumexperimenten hechtten de aangepaste DNA-moleculen zich succesvol aan hun doelwit en verlaagden ze de activiteit van MYC met 50 tot 80 procent. Dat is een duidelijk beter resultaat dan met onbewerkt DNA of met eerdere technieken die hetzelfde probeerden.
Belangrijk is ook dat de gebruikte bouwstenen gewoon te koop zijn, in plaats van dat ze door gespecialiseerde chemici op maat gemaakt moeten worden. Dat maakt de techniek toegankelijk voor laboratoria over de hele wereld, zegt Rusling. Onderzoekers denken dat de methode in de toekomst aanpasbaar is naar veel andere genen, simpelweg door de volgorde van het synthetische DNA te veranderen. Naast een mogelijke rol in kankerbehandeling kan de techniek dienen als onderzoeksgereedschap, bijvoorbeeld om tijdelijk één gen uit te zetten en te bestuderen hoe cellen daarop reageren. Toepassing bij patiënten ligt nog ver weg: daarvoor is nog jaren extra onderzoek nodig.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als deze methode verder wordt ontwikkeld, kan ze de weg openen naar medicijnen die heel precies op het niveau van individuele genen ingrijpen, in plaats van op de eiwitten die daaruit voortkomen. Omdat de techniek met gewone, verkrijgbare bouwstenen werkt, kunnen onderzoeksgroepen wereldwijd er snel mee aan de slag, wat de ontwikkeling van nieuwe kankertherapieën en onderzoeksgereedschappen kan versnellen.
- DNA
- Het molecuul dat de erfelijke informatie van een organisme bevat, opgebouwd uit bouwstenen die samen de genetische code vormen.
- Gen
- Een stukje DNA dat de instructie bevat voor het maken van een specifiek eiwit of het aansturen van een celfunctie.
- MYC
- Een gen dat normaal celgroei reguleert, maar dat bij veel soorten kanker overactief is en daardoor ongecontroleerde celgroei aanjaagt.
- Triplex-vormend oligonucleotide (TFO)
- Een kunstmatig gemaakt stukje DNA dat zich aan een specifieke plek in bestaand dubbelstrengs DNA kan hechten en zo een derde streng vormt.
- Synthetische DNA-base ('Z-base')
- Een kunstmatig gemaakte bouwsteen die wordt toegevoegd aan synthetisch DNA om het sterker en specifieker te laten binden aan bepaalde DNA-gebieden.
- GC-rijk DNA-gebied
- Een deel van het DNA met veel van de bouwstenen guanine (G) en cytosine (C), vaak belangrijk voor het regelen van genactiviteit maar moeilijk te benaderen met synthetisch DNA.
- RNA
- Een molecuul dat genetische instructies van DNA doorgeeft naar de plek in de cel waar eiwitten worden gemaakt; veel bestaande medicijnen richten zich hierop in plaats van op DNA zelf.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
