Links de echte transcriptiefactor, rechts de imitatie.

Voor het eerst zijn namaak-transcriptiefactoren gemaakt met alle functionaliteiten van de echte. De bedenkers hopen er stamcellen mee te herprogrammeren, schrijven ze in ACS Nano.

Die transcriptiefactoren zijn eiwitten. Ze zetten bepaalde genen aan, die dan weer andere eiwitten gaan aanmaken met als eindresultaat dat een stamcel zich in een bepaalde richting specialiseert of een volwassen cel juist terug verandert in een stamcel. Tot nu toe is het gebruikelijk om niet die factoren een cel in te smokkelen, maar het DNA dat er voor codeert. Maar de kans dat daar iets bij fout gaat, is echter onaangenaam groot.

KiBum Lee en collega’s van Rutgers University hebben nu bedacht om de belangrijkste onderdelen van zo’n transcriptiefactor extern te synthetiseren. Dat zijn er drie: een zorgt dat de factor de celkern wordt binnengesluisd, het tweede zorgt voor binding aan een DNA-sequentie vlakbij het te activeren gen, en het derde lokt de polymerase-eiwitten die dat gen kunnen aflezen en vertalen naar RNA.

In de praktijk neem je voor het tweede deel een polyamide dat op de sequentie past, en voor de delen één en drie een kort peptidefragment dat correspondeert met het functionele deel van de echte transcriptiefactor.

Die drie stukken hecht je via amidebindingen aan een nanogouddeeltje met een diameter van 9 nm, dat je van tevoren hebt gecoat met mercapto-undeconzuur. Het resultaat heeft van Lee de naam ‘NanoScript’ meegekregen.

Proeven laten zien dat het voor de ontvangende cel inderdaad niet uitmaakt of de functionele groepen aan een groter eiwit hangen of aan een gouddeeltje. De NanoScripts duiken inderdaad de celkern in en kunnen daar een gen activeren. Lee probeerde het uit in een menselijke cellijn, met een gen dat zo was gemodificeerd dat de expressie gemakkelijk was te volgen, en zag die expressie met een factor 15 toenemen.

De proeven bevestigden tevens dat je echt alle drie die groepen nodig hebt: laat er eentje weg en de NanoScripts werken nauwelijks meer.

Lee is nu bezig om NanoScripts te maken met andere functionele groepen, die echt een stamcel moeten kunnen herprogrammeren. Hoe ver hij daar inmiddels mee is, is onbekend.

bron: C&EN