Bijna alle drielettercodes in DNA kunnen de aanmaak van een eiwit triggeren, en zogenaamde ‘startcodons’ vergroten alleen de kans dat het gebeurt. Dat valt op te maken uit een publicatie in Nucleic Acids Research, die doet vermoeden dat er weer wat leerboeken de prullenmand in kunnen.

Zoals bekend wordt DNA eerst vertaald naar boodschapper-RNA, dat daarna door ribosomen wordt afgelezen en doorvertaald naar een aminozuurketen. In alle boeken staat tot nu toe dat zo’n ribosoom begint bij de eerste drielettercode die een zogeheten startcodon is. Bij hogere dierstoorten is dat vrijwel altijd AUG, tevens de code voor het aminozuur methionine. Van eencelligen is bekend dat ze enkele alternatieve startcodons kennen, zoals GUG en UUG. Maar het overgrote deel van de 64 mogelijke drielettercodes leek bij geen enkele soort als startcodon te kunnen dienen.

Vervang dus het startcodon in een gen door iets anders, en er komen geen eiwitten meer van. Maar toen Paul Jaschke, op dat moment postdoc op Stanford, dit probeerde bij een aantal genen van phiX174, een bacteriofaag die E.coli infecteert, bleek de expressie helemaal niet op te houden.

Bij de koffie bedacht Jaschke’s collega Ariel Hecht dat het verhaal van die startcodons misschien wel niet helemaal klopte. En tot zijn verbazing kon hij nergens in de literatuur het harde bewijs vinden dat andere drielettercodes geen startcodon kunnen zijn. Die wijsheid bleek geheel gebaseerd op waarnemingen bij natuurlijke organismen - niemand had het ooit gericht uitgeprobeerd.

Binnen het Joint Initiative for Metrology and Biology, een samenwerking van Stanford en het National Institute of Standards and Technology (NIST), is dat nu wél getest. De onderzoekers vervingen de startcodons van twee fluorescerende eiwitten, GFP en nanoluciferase, door alle 63 mogelijke alternatieven. Die codes monteerden ze in E.coli, waarna ze met de nieuwste apparatuur keken of ze fluorescentie zagen.

Bijgaande illustratie laat zestien van de mogelijkheden zien. De officiële startcodons leveren verreweg het meeste licht op, maar er is er niet één helemaal donker. Kennelijk bepaalt het eerste codon wel de kans dat het ribosoom de eiwitproductie start, maar is het geen kwestie van 0 óf 100 %.

In totaal bleken zelfs 47 van de 64 codons enige eiwitproductie op te leveren.

Het verhaal van de exclusieve startcodons is een halve eeuw oud. De auteurs vermoeden dat het indertijd in de wereld is gekomen doordat de beschikbare meetapparatuur toen nog lang niet zo gevoelig was. De expressie van eiwitten met een afwijkende code was te gering om te kunnen meten.

Wat dan wél de start van de eiwitproductie triggert, is de volgende vraag. Wie het ontdekt, kan vermoedelijk wel op een Nobelprijs rekenen.

bron: NIST