Goedkope genen

Elke lichaamscel van de mens bevat 40.000 genen. Maar wat doen ze precies? Welke genen spelen een rol bij het ontstaan van bijvoorbeeld kanker, vetzucht of diabetes? Tot nu toe hebben wetenschappers van slechts 5.000 genen de functie opgehelderd. ``We hebben dus nog 35.000 genen te gaan'', zegt prof.dr. R. Bernards, werkzaam aan het Nederlands Kanker Instituut in Amsterdam. Samen met T. Brummelkamp en R. Agami heeft hij een nieuwe, snelle technologie ontwikkeld om genen uit te schakelen, om zo meer over hun functie te leren. Ze publiceerden hun resultaten deze week als een express report een kort artikel dat wegens zijn urgentie extra snel wordt gepubliceerd in Science.

De techniek is duizenden malen sneller en goedkoper dan de bestaande technologie om genen uit te schakelen. In gekweekte cellen wordt hierbij een van te voren gekozen gen uit het erfelijk materiaal geknipt en vervangen door een kreupele versie. Er ontstaat dan een zogeheten knock-out-cel. ``Maar deze techniek is traag,'' zegt Bernards. ``Je haalt ongeveer één gen per jaar. Met onze techniek willen we 10.000 genen in een half jaar uitschakelen.''

Bernards et al. brengen in de gekweekte cellen een plasmide, een cirkelvormig stuk DNA. Dit plasmide bevat onder andere informatie voor de aanmaak van een, van te voren goed gekozen, stukje RNA (een zogeheten siRNA, dat staat voor small interfering RNA). Normaal maakt een cel eerst een kopie van een gen, het zogeheten mRNA, en vervolgens zet hij het mRNA om in eiwit. Maar in dit geval wordt de laatste stap bijna volledig geblokkeerd, omdat het siRNA aan het mRNA bindt. ``Helemaal stilleggen kunnen we het proces niet'', zegt Bernards. Maar er ontstaat wel 70 tot 90 procent minder eiwit dan normaal. Dat kleine beetje eiwit is meestal niet in staat om de oorspronkelijke functie nog uit te oefenen. ``Het is dus eigenlijk geen knock-out systeem, wij noemen het knock-down.''

De moleculair biologen hebben hun systeem inmiddels getest op zo'n tien genen, waaronder het p53-gen. Dit gen bevat informatie voor de aanmaak van een eiwit (p53) dat, normaalgesproken, de celdeling blokkeert. Als er schade is aan het DNA maakt een cel meteen p53 aan, zodat de celdeling wordt stilgelegd. De cel repareert het DNA, breekt p53 vervolgens af en hervat daarna pas weer de celdeling. Als er een mutatie in het p53-gen optreedt, werkt het p53-eiwit niet meer goed en kan de cel zich ongeremd gaan delen. Eventuele DNA-schade wordt niet meer op tijd hersteld. In vijftig procent van de tumoren blijkt het p53-gen gemuteerd.

Met hun technologie wisten Bernards et al. het aflezen van het p53-gen flink te reduceren. En dat gedurende tenminste twee maanden. DNA-schade werd in de cellen niet meer gerepareerd. ``Er bestaan inmiddels ook andere snelle systemen om genen te blokkeren, maar de werking daarvan dooft veel sneller uit'', zegt Bernards.

Bernards wil nu een collectie van 10.000 verschillende plasmiden gaan aanleggen. Elk plasmide blokkeert een ander gen. Al die plasmiden wil hij in allerlei verschillende soorten cellen gaan brengen. Op die manier hoopt hij meer over de functie van die genen te leren. Spelen ze een rol in de celdeling, bij de afbraak van eiwitten, bij de bouw van de celwand?

Om zijn plan uit te voeren heeft hij 500.000 euro nodig. En snel. Bernards: ``Anders kun je niet vooraan in dit veld meedraaien. Ik doe het niet via de normale subsidiekanalen, want de beoordeling van een subsidie-aanvraag duurt dan maanden. Ik probeer het bij farmaceutische bedrijven.''