Voor het eerst zijn gistcellen gekweekt met deels synthetische chromosomen. Het is de eerste stap naar een voor industriële doeleinden geoptimaliseerde kunstgist, suggereert Nature.

Tot nu toe was de inbouw van synthetisch DNA alleen gelukt bij bacteriën. Dat het nu ook goed is gegaan bij een complexe, eukaryote cel is een wereldprimeur, ook al betreft de vervanging nog niet meer dan een paar procent van de 12 miljoen basenparen van het gistgenoom.

Bovendien hebben Jef Boeke en collega’s (Johns Hopkins University School of Medicine) van de gelegenheid gebruik gemaakt om het synthetische DNA te optimaliseren. Daartoe haalden ze de originele sequenties door de computer en schrapten een aantal repeterende fragmenten die niet coderen voor eiwitten en die destabiliserend zouden kunnen werken.

Tegelijk monteerden ze er 43 zogeheten loxPsym-sequenties in. Deze kunnen dienen als aangrijpingspunt voor een enzym dat de ketens kan doorknippen, waarna de fragmenten in een willekeurige andere volgorde (en desnoods achterstevoren) weer aan elkaar worden gezet. Deze modificatie heeft de naam ‘synthetic chromosome rearrangement and modification by loxP-mediated evolution’ meegekregen, afgekort SCRaMbLE.

De onderzoekers hopen hiermee uiteindelijk de evolutie van de gistcel fors te kunnen versnellen. Bij al die willekeurige nieuwe volgordes zit er vast wel eentje die onder gegeven condities beter presteert dan het originele gistgenoom, en dankzij natuurlijke selectie komt die variant als het goed is vanzelf bovendrijven.

Als genereus gebaar naar de rest van de wetenschappelijke wereld heeft Boeke hier bewust géén octrooi op aangevraagd.

Inmiddels is het gelukt om de synthetische stukken chromosoom in te brengen in de celkernen van gistcellen. Ze bleken voldoende op de originele DNA-sequenties te lijken om de plaats daarvan in te nemen. De gemodificeerde gistcellen bleken daarna net zo levensvatbaar als de natuurlijke variant.

Er zijn ook al wat proefjes met SCRaMbLE gedaan, die inderdaad diverse gemuteerde giststammen met uiteenlopende eigenschappen opleverden.

Boeke denkt nog wel een paar jaar nodig te hebben voordat hij ook de rest van het gistgenoom heeft nagesynthetiseerd. Dat is vooral een kwestie van monnikenwerk. Boeke is er studenten voor aan het recruteren, en hij overweegt om een deel van het werk aan labs in China uit te besteden.

bron: naturenews, Johns Hopkins