Wetenschap - 6 maart 2012

Kleinere genomen, grote toepassingen

Bacteriegenomen zijn snel te verkleinen met een nieuwe methode die willekeurig stukken DNA verwijdert. Tijden een proef schrapten Wageningse microbiologen bij de bacterie Pseudomonas putida probleemloos zeven procent van het DNA.

dna.jpg
Voor de industrie zijn bacteriën vaak de ideale machines. Aan de ene kant gaan er goedkope stoffen als aminozuren en suiker in. Aan de andere kant komen er hoogwaardige producten zoals bioplastics uit. De processen zijn goedkoop en vaak duurzaam. Natuurlijk zijn die bacteriën niet voor ons ontworpen, maar gevormd door natuurlijke selectie. Ze kunnen dus nog veel efficiënter worden gemaakt voor menselijke toepassingen. 
Een methode die niet erg voor de hand lijkt te liggen is het willekeurig weghalen van stukken dna. Toch is dat wat Wageningse microbiologen deden bij de bacterie Pseudomonas putida. En met succes, de bacterie bleek probleemloos 7 procent van zijn erfelijk materiaal te kunnen missen. Binnenkort publiceren de onderzoekers over hun techniek in het tijdschrift Environmental microbiology.
‘Bacteriën kunnen veel genen eenvoudig missen omdat ze niet essentieel zijn of alleen in specifieke omstandigheden,' zegt Audrey Leprince, onderzoeker bij Synthetische biologie en systeembiologie. ‘Zo'n verkleind genoom maakt de bacterie stabieler, voorspelbaarder en efficiënter.' Een ideaal ‘chassis' voor het ontwerp van een industrieel interessante bacterie.
Snel en goedkoop
Leprince verkleinde de genomen door willekeurig delen te verwijderen. Zij bracht hiervoor eerst op twee willekeurige plaatsen een doelwitvolgorde in. Daarna dwong ze de bacterie zelf een knipeiwit te maken dat het DNA doorknipt op de ingebrachte doelwitten en de losse einden aan elkaar plakt. Miste er geen essentieel gen, dan overleefde de bacterie. Leprince bekeek vervolgens welke genen waren verwijderd en begon aan een volgende verkleiningsronde.
'De grote vraag is natuurlijk: hoe ver kunnen we gaan?' zegt Leprince. In de bacterie zitten zo'n 5400 genen rekent ze voor. Hiervan zijn er zo'n 1500 essentieel plus wat genen voor de kweekomstandigheden. ‘Ik denk dat we uiteindelijk zeker de helft van het genoom kunnen wissen. Waarom niet?'
Het voordeel van de methode is de snelheid en de relatief geringe kosten. Andere methodes vragen vooraf kennis van de volgorde om gericht stukken te kunnen wissen. Leprince denkt dat haar methode daarom direct in andere bacteriën is te gebruiken. Bovendien helpt het inzicht te krijgen in de werking van de bacterie. De methode verraadt immers welke genen wanneer essentieel zijn. 
 

Re:ageer