Volgende generatie cellen doet wat voorouders deden

Synthetische biologen hebben voor het eerst cellen gemaakt die “onthouden” waar ze mee bezig zijn. De cellen worden in een oneindige lus gezet voor (en door) het maken van transcriptiefactoren. De afstammelingen van deze cellen geven dit ook door aan hun afstammelingen.

Het team op de Harvard Medical School werkte op het lab van hoogleraar Pamela Silver en stond onder leiding van Caroline Ajo-Franklin. Beiden zijn het erover eens dat ze hiermee een stap in de goede richting zetten. “Dit kan de standaard worden van wat we mogen verwachten van toekomstig werk.”, zegt eerste auteur Silver. De synthetische biologie, een relatief nieuw gebied, bouwt biologische systemen na, om ze beter te kunnen begrijpen.

In dit geval hebben ze twee gesynthetiseerde genen in een gistcel geplaatst. De genen coderen voor transcriptiefactoren, verantwoordelijk voor de regulatie van genactiviteit, en hebben hiermee invloed op de hoeveelheid eiwit die een cel produceert. Gen 1, dat met galactose aangezet kan worden, maakt een transcriptiefactor die het tweede gen aanzet. Het tweede gen, maakt vervolgens een transcriptiefactor die ook aangrijpt op gen 2 en hiermee het feedbackproces in werking stelt. Iedere nieuwe transcriptiefactor zorgt ervoor dat er weer een transcriptiefactor bijkomt, enzovoorts. Wanneer galactose vervolgens weggehaald wordt, blijft deze lus zich voortzetten en ook na celdelingen gaat het onverstoorbaar verder. De cellen onthouden dat er galactose is geweest en geven dit ook door aan volgende generaties.

Wat het onderzoek mede bijzonder maakt is dat er een wiskundig model ontworpen was dat precies voorspelde hoe dit proces werkt en hoe het nagebootst moest worden. Dit bleek te kloppen, waarmee de uitdaging overblijft een genproces te ontwerpen dat complexere taken uitvoert. Bijvoorbeeld een circuit dat reageert op DNA-schade in plaats van op galactose.

Bron: Harvard Medical School