Nieuws

Minimaal synthetisch leven

Arjen Dijkgraaf |
(Bio)procestechnologie, Celbiologie, Genetica & Sequencing, Microbiologie, Proteomics

Aan 473 genen heeft een bacterie genoeg om te overleven en zich voort te planten. Na jaren proberen hebben Craig Venter en collega’s dat proefondervindelijk bewezen, schrijven ze in Science. Met de kanttekening dat van bijna eenderde van die genen nog niemand weet waar ze eigenlijk voor dienen.

Hun min of meer kunstmatige levensvorm, werktitel JCVI syn 3.0, neemt het record over van Mycoplasma genitalium. Die bacterie heeft 525 genen, en daarmee voor zover bekend het kleinste genoom dat in de natuur voorkomt. Opvallend genoeg groeit sy n3.0 ook nog veel sneller dan M.genitalium; de populatie verdubbelt zich binnen een uur of drie.  

Zes jaar geleden haalden Venter c.s. voor het laatst het nieuws door het DNA van Mycoplasma mycoides na te maken in het lab, en het te implanteren in een lege huls van Mycoplasma capricolum. Syn1.0 ging de wereld in als de eerste synthetische bacterie, maar serieus afwijken van de natuurlijke variant deed hij nog niet.

Sindsdien zijn de onderzoekers bezig geweest om dit genoom, dat uit 901 genen bestaat, zo ver mogelijk uit te kleden. De grondgedachte daarbij is dat micro-organismen steeds vaker worden ingezet als industriële productie-eenheden, waarbij een paar extra genen zorgen dat ze naast hun eigen eiwitten een verkoopbaar product aanmaken. Om zo’n bacterie zo efficiënt mogelijk te laten werken, moet hij om te beginnen geen energie en koolwaterstoffen verspillen aan genen die eigenlijk overbodig zijn om te overleven in een omgeving zonder natuurlijke vijanden.

De Science-publicatie laat zich bijna lezen als een wetenschappelijke avonturenroman. Venter probeerde het eerst rationeel aan te pakken, door genen te schrappen waarvan eerder onderzoek suggereerde dat ze niet essentieel waren. Twee teams binnen zijn organisatie deden elk een poging, maar geen van beiden leverden ze een levensvatbare bacterie op. Conclusie: voor een rationele aanpak weten we gewoon nog te weinig van celbiologie.

Eén van de factoren is waarschijnlijk dat veel genen op zich niet essentieel zijn omdat een tweede gen hun taak kan overnemen, maar dat je wél een probleem hebt wanneer je ze er allebei uit haalt.

De uiteindelijke schepping van syn 3.0 was dan ook puur een kwestie van proberen: telkens een gen stilleggen of een stukje weglaten uit het DNA, en kijken of de bacterie het dan nog ‘deed’. Voor het gemak werd het genoom daarbij in acht delen geknipt, die elk afzonderlijk waren te synthetiseren waarna ze eenvoudig aan elkaar konden worden geplakt.

Na heel veel proberen en puzzelen bleven zo uiteindelijk 473 genen over, die samen goed zijn voor 531.000 basenparen. Van 149 van die genen is onbekend waar ze eigenlijk voor dienen. Het gekke is dat ze wél terugkomen in genomen van heel veel andere soorten, wat suggereert dat ze inderdaad ergens heel belangrijk voor zijn.

Tot slot hebben Venter c.s. de volgorde van 473 genen nog een beetje herschikt en genen, waarvan bekend is dat ze bij hetzelfde proces horen, ook daadwerkelijk naast elkaar gemonteerd. Dat is niet essentieel maar voor vervolgonderzoek wel zo makkelijk; Science vergelijkt het met het defragmenteren van een harde schijf in een pc.

Als je nog even doorgaat met proberen kunnen er ongetwijfeld nog meer genen uit, maar dat is iets voor de versie 4.0.

bron: Science

Deel deze pagina
C2W zoekt stagiairs!

Ben je geïnteresseerd? Neem een kijkje wat we je kunnen bieden!

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Word abonnee/lid

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!

Naar boven