Voor het eerst is een ‘semisynthetisch’ organisme gebouwd dat echt probleemloos werkt met zes verschillende letters in zijn DNA in plaats van vier. Met CRISPR-Cas als moleculaire stok achter de deur, schrijven onderzoekers van het Scripps-instituut in PNAS.

Het is niet de eerste E.coli waar Floyd Romesberg en collega’s die extra letters in monteren. Maar de vorige versie, uit 2014, verdroeg de modificatie toch een stuk minder goed dan indertijd werd geclaimd. Alleen onder goed gecontroleerde omstandigheden wilde hij een beetje groeien, en als de evolutie de kans kreeg werkte ze het afwijkende basenpaar (het was er maar één per genoom) er weer uit.

Promovendus Yorke Zhang en postdoc Brian Lamb hebben het nu opgelost door een van beide onnatuurlijke basen (d5SICS) te vervangen door een iets afwijkend molecuul genaamd dTPT3 (rechts op het plaatje). Ook verbeterden ze het transportsysteem dat de basen, die de bacterie nog niet zelf kan aanmaken, binnenhaalt vanuit het voedingsmedium.

En tot slot bouwden ze een vorm van CRISPR-Cas9 in, die het gemodificeerde deel van het genoom checkt. Zitten de afwijkende letters er nog in, dan gebeurt er niets. Maar zijn ze weggelaten of vervangen door natuurlijke letters, dan gaat de schaar er in. Alleen ‘zesletterbacteriën’ kunnen dus overleven en zich verder delen, en dat dwingt de stam om zich evolutionair aan de wijzigingen aan te passen wanneer ze tenminste niet wil uitsterven.

Inderdaad is het zo gelukt een bacteriestam te kweken die gezonde groei vertoont, en de afwijkende basen tot in het oneindige aan zijn nakomelingen doorgeeft. Voorlopig is het een proof of principle maar in de toekomst zijn de extra letters wellicht te benutten om het aantal aminozuren, waar zo’n bacterie mee kan werken, veel groter te maken dan de huidige twintig.

bron: Scripps Research Institute