ENGINEERINGNET.BE - Dankzij dit onderzoek kan een gelijkaardig expressiesysteem in de toekomst aan een veel lagere kost worden aangeboden en kunnen de resultaten van nieuw onderzoek veel flexibeler worden verspreid.
Expressiesystemen worden in grootschalige biotechnologische productieprocessen vaak gebruikt voor de aanmaak van eiwitten. Eiwitten die op deze manier worden geproduceerd maken het overgrote deel uit van de economische waarde in de biotechnologie-sector. Zo zijn er honderden farmaceutica waarvan het actief bestanddeel uit een eiwit bestaat.
Een snel groeiende sector is deze waarin eiwitten via micro-organismen worden geproduceerd voor gebruik in (vegetarische) voeding. Die expressiesystemen maken gebruik van makkelijk kweekbare, veilig bevonden natuurlijke cellen als basis. Bij die cellen wordt de nodige informatie ingebouwd om het gewenste eiwit te produceren.
Daarna worden de cellen in grote gecontroleerde en volledig geïsoleerde vaten gekweekt, waarna het eiwit uit de cellen of uit de kweeksoep wordt gezuiverd.
Hoewel er vandaag verschillende soorten expressiesystemen bestaan, gebeurt meer dan 90% van het biotechnologische productiewerk met slechts vier systemen: de E. coli bacterie, twee soorten zoogdiercellen en de giststam Pichia pastoris, waarvan de basisstam niet vrij beschikbaar wegens contractuele restricties.
Omdat de giststam achter een betaalmuur zit, moeten onderzoekers en bedrijven die vandaag van de stam willen gebruikmaken een aanzienlijke financiële vergoeding betalen.
Dat maakte het lange tijd minder interessant voor zowel bedrijven als onderzoekers om met het expressiesysteem aan de slag te gaan, al was het technologisch vaak de beste oplossing.
Bovendien zorgde deze onwenselijke situatie ervoor dat het lastig was voor onderzoekers om verbeteringen in het expressiesysteem vlot met elkaar te delen. Dat mocht contractueel immers vaak niet en stond zo vlotte vooruitgang in de weg.
Nu is een onderzoeksgroep aan het VIB-UGent Centrum voor Medische Biotechnologie erin geslaagd de geheimen van de basisstam van het expressiesysteem door reverse engineering bloot te leggen. Via vergelijkende genoomsequenering kon het team afleiden om welke specifieke giststam het gaat.
Heel concreet betreft het een giststam die de Nederlandse botanicus en specialist in giststammen, Herman Phaff, uit een zwarte eik (Quercus kelloggii) in de Yosemite regio heeft geïsoleerd. Die stam werd in 1954 al in de Phaff Yeast Strain collection van de University of California at Davis gedeponeerd.
Met die kennis ging een team van wetenschappers onder leiding van professor Nico Callewaert en team leidster Katrien Claes aan de slag. Zo analyseerden ze vier gelijkaardige stammen uit publieke cultuurcollecties in diverse landen, en kwam het team tot de conclusie dat een specifieke stam, NCYC 2543, een goede kandidaat was om een vrij beschikbare Pichia stam mee te ontwikkelen.
Met succes, want het team heeft nu een vrij beschikbaar expressiesysteem onder de naam OPENPichia klaar. Deze stam en een bijhorend open access systeem om de genetische eiwit-informatie in te brengen wordt nu tegen een verwaarloosbare kost aangeboden.
