Geen vermalen celprut meer

Geen vermalen celprut meer

Een grote hoeveelheid cellen vermalen om vervolgens de pulp door te spitten is niet meer nodig om de cel te bestuderen. Althans, niet als het gaat om het lokaliseren van RNA-moleculen. Een nieuwe techniek, waarmee in intacte cellen de positie van RNA is vast te stellen met behulp van fluorescentie, brengt de individuele cel in kaart.

Het team van geneticus en chemicus George Church van de Harvard Universiteit demonstreerde deze week een methode om de positie van RNA-moleculen te achterhalen. Dat doen ze door de lettervolgorde van RNA te lezen (sequencen) met behulp van fluorescentie. De techniek is een stap voorwaarts in het lezen van de moleculaire samenstelling van de individuele cel. In het tijdschrift Science beschreven ze vorige week hun methode.

Rommelige inhoud

Geen twee cellen zijn hetzelfde. Ook al liggen ze naast elkaar in hetzelfde weefsel: het kan zijn dat de ene cel een grote voorraad eiwitten met een speciale functie heeft terwijl die in zijn buurman helemaal niet voorkomen. Dat komt omdat de willekeurige bewegingen vanmoleculen voor variaties tussen cellen zorgen. Die variatie tussen enkele cellen is moeilijk op te pikken. Meestal maken onderzoekers grote hoeveelheden cellen kapot om de – dan inmiddels rommelige – inhoud te bestuderen.

En dat is jammer, want de specifieke lokatie van bepaalde moleculen verschaft veel informatie over de manier waarop de cel werkt. De strategische positie van messengerRNA-moleculen (mRNA) is bijvoorbeeld heel belangrijk om de celgroei goed te regelen. Maar voorheen was het niet mogelijk veel mRNA-moleculen tegelijkertijd te bestuderen zonder cellen te vermalen.

Het Amerikaanse team ontwikkelde een methode waarmee ze duizenden mRNA’s tegelijkertijd kunnen lokaliseren in intakte cellen. Door de lettervolgorde vast te stellen. Net zoals DNA bestaat RNA uit de nucleotiden. In het geval van RNA zijn dat adenine (A), guanine (G), cytosine © en uracil (U). Die lettervolgorde is voor elk mRNA-molecuul anders en vormt daarmee een unieke identificatiecode voor elk stukje mRNA: je kan in principe elk stukje mRNA terugvinden en identificeren door de bijbehorende lettercode te lezen.

Flitsende methode

Dat is op zich niks nieuws: apparatuur om grote hoeveelheden RNA of DNA te sequencen is al beschikbaar. Wel nieuw is dat het in vivo lukt, terwijl de mRNA’s zich nog op hun oorspronkelijke plek in de cel bevinden.

Dat werkt als volgt: eerst fixeerden de onderzoekers de cellen van een stukje weefsel door middel van een chemische behandeling. Dat houdt de duizenden mRNA’s op hun plek. Daarna gebruikten ze enzymen om de vastzittende mRNA’s te kopiëren.

De vier soorten nucleotiden voor de nieuwe streng waren elk voorzien van een andere fluorescente kleurstof (‘marker’). Dat betekent dat tijdens het toevoegen van de letters aan de nieuwe streng, er steeds een specifieke kleur oplicht. Die kleur geeft aan welke letter aan de groeiende streng is toegevoegd.

Door de opeenvolging van flitsende lichtjes te volgen, met een speciale fluorescentiemicroscoop, onthul je de lettervolgorde van het mRNA.

Diagnostiek op celniveau

Church testte de methode in huidcellen die betrokken zijn bij wondheling. Ze simuleerden een wond in een petrischaaltje, wat de huidcellen actief maakt, en onderzochten de verschillen in mRNA’s tussen cellen. Wat bleek? Cellen die richting de wond groeiden hadden een handvol mRNA’s die juist veel meer of minder aanwezig waren dan in de omliggende huidcellen. De verschillen zijn subtiel, maar belangrijk.

Kennis van de hoeveelheid en soorten mRNA-moleculen en de precieze lokalisering, opent de deur naar een nieuwe vorm van cellulaire diagnostiek. Zo zou fluorescent sequencen in een levende cel in de toekomst kunnen helpen om kankermutaties op te sporen, aldus de onderzoekers. Het kan leiden tot eerdere diagnose van kanker door in weefsel dat op het eerste oog gezond lijkt, moleculaire veranderingen die kanker stimuleren bloot te leggen. Voorlopig is de nieuwe techniek vooral interessant voor biologen: zij kunnen hiermee veel leren over de activiteit en functie van individuele cellen.

Bron:

Je Hyuk Lee e.a., Highly Multiplexed Subcellular RNA Sequencing in Situ, Science, online publicatie op 20 februari 2014.

Dit nieuwsbericht verscheen 3 maart 2014 op Kennislink

Reageer