Aan de University of Utah is een methode ontwikkeld om selectief een gen naar keuze uit te schakelen in Caenorhabditis elegans. Daarmee wordt dit rondwormpje eindelijk net zo veelzijdig als de labmuis, zo valt op te maken uit een publicatie op de website van Nature Methods.

Bij labmuizen is dat selectief uitschakelen al jaren mogelijk. Ook voor fruitvliegjes is zo’n ‘knockout-methode’ al bekend, en bij ratten lijkt het sinds kort ook te lukken. Maar bij C. elegans was men tot nu toe aangewezen op willekeurige mutaties: je dient je wormpjes net zo lang chemicaliën toe die het DNA beschadigen, tot je er eentje te pakken hebt waarin het gewenste gen kapot is (tenzij je vóór die tijd de moed opgeeft en van ellende liever minister wordt!)

De nieuwe knockout-methode van Christian Frøkjær-Jensen, Erik Jorgensen en collega’s heet MosDel, en hij maakt slim misbruik van het natuurlijke DNA-reparatiemechanisme. Hij werkt met het transposon Mos1, een gen dat van het ene chromosoom naar het andere kan overspringen. Daartoe maakt het Mos1 transposase aan, een enzym dat DNA kan doorknippen.

Met behulp van transposons uit een fruitvliegje hebben de onderzoekers nu een manier gevonden om transposase zo ver te krijgen dat het op de gewenste plek een stuk uit het DNA van C. elegans knipt. Het reparatiemechanisme zal vervolgens proberen deze sequentie te vervangen. Normaal gesproken maakt het daarbij gebruik van het feit dat chromosomen altijd in paren aanwezig zijn: het tweede exemplaar dient dan als sjabloon voor de reparatie van het eerse.

In dit geval wordt de cel echter als het ware verzopen met kunstmatig DNA dat sprekend op een gedeelte van dat reservechromosoom lijkt. Het reparatiemechanisme gebruikt dan dát als voorbeeld. Helaas voor het wormpje zit er in plaats van het verdwenen gen een onzinsequentie in.

Om het nog mooier te maken kun je in dat vervangende DNA ook nog een ‘positieve selectiemarker’ zetten. Dat is dan een tweede gen dat essentieel is voor het overleven van de nematodes. Het idee is dan dat je je proeven doet met exemplaren van C. elegans die dat tweede gen van nature missen en daardoor niet oud worden. De MosDel-procedure bezorgt ze dát gen weer terug, met als gevolg dat de knockout-wormpjes levensvatbaarder zijn dan de rest.

In de woorden van Frøkjær-Jensen: “Je vindt gemakkelijker een enigszins zieke worm terug tussen stervende wormen, dan een zieke worm tussen een hele hoop gezonde.”

De onderzoekers zeggen dat ze met deze methode sequenties van maximaal 25.000 basenparen kunnen uitschakelen. Ze schatten dat het voldoende moet zijn om 20.043 van de 20.160 genen van C. elegans te kunnen uitzetten. Ter vergelijking: met willekeurige mutaties staat de teller volgens Jorgensen momenteel nog maar op 5.003.

De methode moet in principe ook bruikbaar zijn voor andere diersoorten. Frøkjær-Jensen denkt echter niet dat het bij zoogdieren goed lukt: die hebben dusdanig grote genen dat je het met het wegknippen van 25.000 basenparen waarschijnlijk niet meer redt.

bron: University of Utah