Die bacterie kan geen kant meer op

Die bacterie kan geen kant meer op

Amerikaanse onderzoekers bouwen veiligheidsslot in voor genetisch gemodificeerde organismen

Als bacteriën of schimmels genetisch worden aangepast, kunnen ze voor allerlei zaken worden ingezet, zoals de productie van medicijnen en biobrandstoffen. Maar zijn deze zogeheten ggo’s (genetisch gemodificeerde organismen) veilig te gebruiken? Altijd is er de angst dat de beestjes ontsnappen uit het laboratorium en het ecosysteem op zijn kop zetten. Bovendien zijn sommige ggo’s juist bedoeld voor gebruik in het milieu, bijvoorbeeld om verontreinigingen op te ruimen. Hoe is dan te voorkomen dat ze zich verspreiden in de natuur? De Amerikaanse moleculair geneticus George Church en zijn collega’s van Harvard University in Boston bedachten een biologisch veiligheidsslot, dat ze inbouwden in de bekende bacterie Escherichia coli.

Church is een beroemd synthetisch bioloog, wat inhoudt dat hij het DNA van levende organismen (her)ontwerpt. In 2013 presenteerde hij een vernieuwde variant van die E. coli. Het was het eerste organisme met een radicaal veranderd genoom. Dezelfde onderzoeksgroep heeft de genetische code van E. coli nu verder aangepast. Ze bouwden de code voor een kunstmatig aminozuur in, op verschillende plekken in het DNA. Aminozuren zijn de bouwstenen van eiwitten. Zonder dit synthetische aminozuur, dat de bacterie niet zelf kan maken of in het wild kan vinden, kan E. coli geen goede eiwitten maken.
Waardoor hij het loodje legt. Church: “We hebben niet alleen een nieuwe code, maar ook een nieuw aminozuur, en de bacterie is er volledig afhankelijk van.” Het lukte ook een tweede onderzoeksteam, van Yale University, om dezelfde E. coli afhankelijk te maken van een kunstmatig aminozuur, zij het met een andere techniek.

Beide studies laten zien dat alleen voedsel voorgeschoteld in het lab de bacterie in leven houdt. Kunstmatige voedingsstoffen kunnen nuttig zijn om ggo’s veiliger te maken in het milieu, schrijven de twee groepen in het tijdschrift Nature.

Het inbouwen van biologische sloten om te voorkomen dat ggo’s overleven waar ze dat niet zouden mogen, staat al langer in de belangstelling. Jaren geleden voorzagen wetenschappers het DNA van bacteriën al van een zogenaamde kill switch: een genetische schakelaar die de bacterie omlegt zodra zijn missie is afgerond. Zo kunnen bacteriën die ontworpen zijn om vervuiling op te ruimen, alleen overleven als de vervuilende stof in hun omgeving is. Gebrek aan die stof activeert de genetische schakelaar, die vervolgens een voor de bacterie giftig eiwit maakt dat hem de das omdoet. Maar de ingebouwde zelfmoord-schakelaar was niet optimaal. Eén mutatie kan de schakelaar platleggen, waardoor de bacterie na zijn schoonmaakklus gewoon blijft leven. Het verfijnde aan het onderzoek van Church is dat hij sloten aanbracht op meerdere plekken in het genoom. Dat maakt ggo’s veiliger. Church: “De kans dat een bacterie al die veranderingen ongedaan maakt en daarbij geen schadelijke mutatie oploopt, is ontzettend klein.”

Dit nieuwsbericht verscheen 21 januari 2015 in Trouw.

 

Reageer