In Singapore is een CRISPR-Cas-systeem voor zoogdiercellen ontwikkeld dat je chemisch kunt in- en uitschakelen. Vooral handig wanneer je wilt weten wat er gebeurt als een gen wegvalt op een bepaald moment in het ontwikkelingsproces, suggereert een publicatie in Nature Chemical Biology.

Het is niet de eerste schakelbare genenknipper. Maar volgens Meng How Tan en collega’s schakelt hun ‘iCas’ het snelst van allemaal, en kun je bovendien meerdere keren heen en weer switchen.

Hun idee is om de eiwitketen van Cas9 aan beide uiteinden te verlengen met het actieve gedeelte van de oestrogeenreceptor ERT2. Dit fusie-eiwit laat je vervolgens, zoals gebruikelijk bij CRISPR-Cas9, aanmaken in het cytoplasma van de cellen die je wilt bestuderen. Anders dan ‘kaal’ Cas9 komt de combinatie de celkern bijna niet meer in en kan daar dus ook geen DNA verknippen.

Voeg je aan het voedingsmedium echter 4-hydroxytamoxifen (4-HT, zie afbeelding) toe, een afgeleide van een bekend borstkankermedicijn dat werkt door ERT2 te binden, dan blijkt de combinatie ineens wél weer de celkern te kunnen bereiken - over de reden zeggen de auteurs niets, wat doet vermoeden dat ze het zelf ook niet snappen. Na een paar uur zie je de gebruikelijke CRISPR-Cas activiteit op gang komen. Het knippen gaat daarna wat minder effectief dan met kaal Cas9, maar de activiteit is voor onderzoeksdoeleinden nog goed genoeg.

Het systeem daarna weer ‘uit’ zetten, is een kwestie van 4-HT uit het voedingsmedium wassen. Wat al in de cellen zit, wordt binnen een paar dagen vanzelf afgebroken.

De Singaporezen moeten toegeven dat het niet helemaal waterdicht is. Ook zonder 4-HT zie je enige knipactiviteit. Je kunt het echter minimaliseren door wat extra aminozuren tussen de delen van het fusie-eiwit te monteren - voorlopig is dat duidelijk een kwestie van trial and error.

Ze denken het vooral te kunnen gebruiken voor het bestuderen van de ontwikkeling van prille embryo’s. Daarin zijn allerlei stamcellen bezig zich te differentiëren tot een scala aan gespecialiseerde cellen. Duidelijk is al dat daar een nauwkeurige timing achter zit, die zorgt dat genen op de juiste momenten in en uit worden geschakeld. Momenteel is het nog een raadsel welke genen dat precies zijn. Met behulp van iCas kun je ze wellicht stuk voor stuk aansturen, los van de natuurlijke timing, om te zien wat dat uitmaakt.

bron: Nature Chemical Biology