'Adapter' voorspelt enzymproductie van een bacterie

Chemieconcerns bouwen nu de eerste fabrieken voor de omzetting van graanafval in bio-energie en ‘groene’ chemicaliën. Zulke fabrieken maken ons minder afhankelijk van aardolie en concurreren niet met voedselproductie. Probleem is wel dat de enzymen voor de chemische omzettingen nog erg duur zijn. Die enzymen komen uit genetisch veranderde schimmels of bacteriën. Synthetisch biologen van de Universiteit van Berkeley, California, hebben een methode ontworpen om enzymproducerende micro-organismen efficiënter te maken. Zo kan de enzymproductie goedkoper worden (Nature Methods, 20 maart).

Enzymen zijn mede zo duur omdat genetische modificatie van de micro-organismen nog omslachtig is. Dit gebeurt met (steeds langere) DNA-cassettes – strengen DNA die worden gemaakt door de DNA-synthesemachine. In de strengetjes zitten codes voor de genen die voor de enzymen zorgen. En er zitten ook twee typen genetische schakelaars in: voor de afschrijving van de genen en voor de vertaling van die afschriften in enzymen. Laboratoria kunnen DNA-cassettes bestellen om in hun eigen reactororganisme te zetten. Vervolgens willen ze graag weten hoeveel enzym dat organisme produceert. Dat is in de praktijk lastig te voorspellen. Zet schakelaar X voor gen A en de bacterie produceert netjes voldoende van enzym A; zet diezelfde schakelaar voor gen B en hij doet het tien keer slechter, terwijl hij het voor gen C wel honderd keer slechter kan doen.

De Amerikanen hebben nu tientallen bekende schakelaars getest en met elkaar gecombineerd, net zolang tot ze een zogenoemde ‘expressiecassette’ hadden waarmee met 90 procent zekerheid is te voorspellen wat de concentratie enzym in de bacterie zal zijn. Een truc was de cassette afsluiten met een ‘isolator’ – een DNA-code waardoor het aanschakelen niet wordt beïnvloed door de rest van het DNA. De cassette noemen ze een ‘adapter’, naar adapters die elektronica geschikt maken voor meerdere systemen. Wel hebben de Amerikanen hem nog maar voor twee verschillende genen (met succes) getest, en alleen nog in de modelbacterie Echerichia coli.

Bert Poolman, hoogleraar synthetische biologie in Groningen, noemt het een veelbelovend begin. De Groningers gaan de cassettes gebruiken in cellen die ze willen bouwen met alleen synthetisch DNA. Marianne Heselmans