ENGINEERINGNET.BE - Biotechnologen van over de hele wereld proberen gistcellen en andere micro-organismen zo om te bouwen dat ze nuttige stoffen produceren. Daarbij moeten ze aanpassingen doen in het bestaande erfelijke materiaal van de cel.
Ze plakken bijvoorbeeld een aantal genen in het gistgenoom met behulp van CRISPR-Cas9, of schakelen bestaande genen uit, en vormen gistcellen stapje voor stapje om tot ‘celfabriekjes’ die nuttige stoffen produceren.
Het nadeel van deze methode is dat je niet oneindig veel wijzigingen in één keer kunt doorvoeren, maar dat daarvoor meerdere rondes nodig zijn. Dat kost tijd.
Ook kunnen meerdere rondes van sleutelen aan het DNA met CRISPR-Cas9 leiden tot mutaties die functies verstoren. Het resultaat daarvan kan bijvoorbeeld zijn dat de stofwisseling van de cel van streek raakt en de gist dus minder goed kan groeien.
Het voordeel van een kunstmatig chromosoom, zoals de Delftse onderzoekers nu hebben gebouwd, is dat je er genen aan toe kunt voegen zonder dat je daarbij ingrijpt in de bestaande functies van de cel.
Het huidige kunstmatige chromosoom dat de onderzoekers hebben gebouwd, gaat niet als één lange streng DNA de cel in. Het is namelijk lastig om buiten de cel zo’n groot stuk DNA te maken. In plaats daarvan maakten de onderzoekers slim gebruik van een natuurlijk DNA-reparatiemechanisme van gist.
Ze brachten kleine stukjes erfelijk materiaal de cel in, waarbij de uiteinden van de ene streng exact hetzelfde waren als de uiteinden van weer een volgende streng. Gistcellen herkennen die identieke uiteinden en knopen ze vervolgens aan elkaar om ze te ‘repareren’. Zo bouwt de cel zelf dus van tientallen losse stukjes één groot chromosoom.
De gistcellen kopieerden vervolgens braaf het DNA van het synthetische chromosoom, en de onderzoekers vonden het generaties later terug in dochtercellen.
De volgende stap is om nieuwe functionaliteiten aan het kunstmatige chromosoom toe te voegen en bakkersgist op die manier om te bouwen tot microscopische kleine, levende fabriekjes.
In theorie is het zo mogelijk om veel van de stoffen die nu nog chemisch worden gemaakt op een duurzame manier te produceren met behulp van gist.
