Ultieme labbacterie telt 150.000 mutaties

Biotechnologie

Harvard is het DNA van een bacterie aan het ombouwen. De bewerkte DNA-code maakt gentech veiliger, is het idee.

Tekening van E. coli. Beeld Chris Bickel / Science

Het is de droom van biotechnologen: een bacterie die bijzondere stoffen kan produceren én volkomen veilig is. Onderzoekers van Harvard hebben zo’n bacterie ontworpen, deels getest, maar nog niet gemonteerd. Deze vrijdag beschrijven ze het mijlpaaltje in Science.

Genetisch gemodificeerde bacteriën produceren op industriële schaal nuttige stoffen, zoals smaakstoffen, wasmiddelenzymen en vaccins. Meestal gaat dat goed, maar reactorbacteriën kunnen besmet worden door virussen. En er bestaat een klein risico dat bacteriën ontsnappen. Dat moet veiliger kunnen, vindt George Church (61) van Harvard. Hij geldt als whizzkid binnen de genetica.

‘Herschreven’ bacteriën zouden de ultiem veilige biotechbacteriën zijn. Ze kunnen afhankelijk gemaakt worden van onnatuurlijke voedingsstoffen, waardoor ze niet kunnen overleven in de natuur. Vorig jaar presenteerde het team van Church al zo’n geketende bacterie (een E. coli, de populairste labbacterie). Maar het kan nóg veiliger, door de DNA-code ingrijpender te herschrijven. Daarmee heeft Church nu een begin gemaakt.

Al het leven op aarde deelt dezelfde genetische code. Een bacterie met een afwijkende genetische code zou daardoor niet langer vatbaar zijn voor virussen: de code waarin het virus ‘geprogrammeerd’ is, sluit immers niet meer aan op dat van de gastheer.

Hoe herschrijf je de genetische code? DNA bestaat uit vier soorten basen: A, C, G en T. Elke combinatie van drie van deze basen is een ‘codon’. Een codon codeert voor een aminozuur, een bouwsteen van een eiwit. Zo staat het codon ACG voor het aminozuur threonine. Er zijn 64 codons (4x4x4). Voor sommige aminozuren bestaan meerdere codons: ACT, ACA en ACC worden óók in threonine vertaald. Deze synoniemen heeft Church in het vizier. Hij wil ze vrijspelen door ze volledig uit het genoom te verwijderen om ze daarna aan andere, onnatuurlijke aminozuren te koppelen.

Church heeft dat al eens voor elkaar gekregen met één codon. Nu probeert zijn team zeven codons te verwijderen. Daarvoor zouden 150.000 veranderingen in het DNA nodig zijn.

Het team is nu halverwege: ze hebben 63 procent van het genoom aangepast. Om dat deel van het genoom te wijzigen, heeft het team het bovendien in 55 stukken verdeeld. Die segmenten zijn nog niet bij elkaar gebracht in één levende E. coli.

Dat zou een echte doorbraak zijn. Church verwacht dat zo’n bacterie een miljoen dollar gaat kosten.