In Texas is het eerste transcriptase-enzym ontwikkeld dat RNA accuraat kopieert. Het vult een gat dat de evolutie drie miljard jaar geleden heeft laten vallen, meldden Andrew Ellington en collega’s onlangs in Science.

Ze denken het enzym onder meer te kunnen gebruiken om RNA-fragmenten om te zetten in grote aantallen DNA-kopieën die vervolgens de sequencer in kunnen.

In de natuur wordt RNA, anders dan DNA, relatief zelden gekopieerd. Lange tijd dacht men zelfs dat het helemaal nooit gebeurde. Inmiddels is echter duidelijk dat er zoiets bestaat als retrovirussen, met hiv als bekendste voorbeeld. Die nemen hun erfelijke informatie mee in de vorm van RNA en kopiëren dat in de gastheercel naar DNA, dat afleesbaar is voor de eiwitten van die gastheer.

De eiwitten die voor deze vertaling zorgen heten reverse transcriptases. Er lijkt in de natuur maar één basismodel van te bestaan, dat miljarden jaren oud is. En dat basismodel is incompleet. Enzymen die DNA kopiëren, controleren hun kopieën gewoonlijk zelf en herstellen ze zonodig. Reverse transcriptases kunnen dat niet, vandaar dat ze DNA afleveren dat vol fouten zit. Voor een retrovirus is dat niet zo’n bezwaar, dat gaat er alleen maar sneller door evolueren. Maar voor sequencing is het wél een probleem.

In Texas hebben ze nu een bestaand DNA-polymerase uit een archaeon dusdanig weten te modificeren dat het RNA kan aflezen in plaats van DNA. De kopie bestaat nog wél uit DNA. Op de tekentafel is zoiets (nog) niet te ontwerpen omdat de interactie tussen polymerase en RNA of DNA veel te ingewikkeld is. Vandaar dat Ellington ineerste instantie teruggreep op ‘gerichte evolutie’waarbij hij de transcriptases net zo lang RNA-sequenties voerde tot ze zich vanzelf aanpasten. Uiteindelijk kwam daar een transcriptase met 37 mutaties uit dat wel RNA las maar waarvan de spellingsckecker het niet meer deed. Waarna de onderzoekers gingen terugredeneren, van elke mutatie uitzochten waar hij goed voor kon zijn, en de ongewenste wijzigingen er weer uit haalden.

Het heeft geresulteerd in een ‘reverse transcription xenopolymerase’, afgekort RTX, dat drie tot tien keer minder fouten lijkt te maken dan natuurlijke reverse transcriptases. Of ze het in de handel willen brengen, is niet bekend.

bron: University of Texas at Austin