ENGINEERINGNET.BE - CRISPR-Cas eiwitten kunnen het DNA van virussen knippen en het zo onschadelijk maken. Dr. Stan Brouns: “Later kwamen we erachter dat het eiwit meer verrassingen in petto had, toen sommige varianten van CRISPR-Cas ook viraal RNA knipten. Nu gaat het dus nog een stapje verder en kan CRISPR-Cas ook heel precies eiwitten knippen.”
Eiwitten zijn de orgaantjes van een bacterie en vervullen allerlei functies om de bacterie te laten leven. Als belangrijke eiwitten kapotgaan door de knipactiviteit van het CRISPR-Cas systeem, kan dit leiden tot kiemrust. Dit is een soort slaapstand waarin virussen zich niet meer kunnen vermenigvuldigen in de bacterie. Omdat er dan geen nieuwe virussen meer bijkomen, is dit gunstig voor omringende bacteriën.
Promovendus Sam van Beljouw: “Kiemrust is een belangrijke verdedigingsstrategie voor bacteriën. Maar onnodige kiemrust, bijvoorbeeld als er geen virus aanwezig is, kan heel schadelijk zijn. We hebben gevonden dat het knipeiwit pas aangaat als deze het RNA van het virus herkent. Bacteriën activeren het immuunsysteem dus alleen als het virus in de cel aanwezig is. We zijn nu aan het uitzoeken hoe de geknipte eiwitten precies leiden tot kiemrust."
Om een gedetailleerd beeld te krijgen van het mechanisme in het knipeiwit, hebben de onderzoekers gebruik gemaakt van elektronenmicroscopie, in samenwerking met het Amerikaans onderzoeksteam van Professor Ailong Ke van Cornell University.
Van Beljouw: “Een elektronenmicroscoop zendt een straal elektronen uit waarmee we de driedimensionale vouwing van een eiwit kunnen bepalen. Zo konden we details kleiner dan een nanometer zien in het knipeiwit en ontdekten we een ingenieuze schakelaar die het knipeiwit kon aanzetten na RNA-binding.”
Hoewel het onderzoek nog in de kinderschoenen staat, kan dit CRISPR-Cas eiwit in de toekomst dienen als sensor van RNA-moleculen, bijvoorbeeld afkomstig van Covid-19 of andere ziekteverwekkers. Ook denken de wetenschappers het knipeiwit verder aan te kunnen passen, waardoor het andere eiwitten knipt.
Brouns: “De mogelijkheden van dit nieuwe CRISPR gereedschap met aan-uit schakelaar zijn veelbelovend.”
Op de afbeelding: Cryo-elektronmicroscopie van het ontdekte CRISPR-Cas knipeiwit.
