GenblokkadeRNA

Polsslag 18 , 23 november 2006
Nobelprijs voor genblokkade met RNA
RNA-interferentie (RNAi) is waarschijnlijk de grootste doorbraak in de moleculaire biologie van de
laatste jaren. Met RNAi is het mogelijk om afzonderlijke genen het zwijgen op te leggen. Op die manier
kan de functie van zo’n gen achterhaald worden. De Amerikaanse biologen Craig Mello en Andrew Fire
krijgen er dit jaar een Nobelprijs voor. Bij de afdeling Genetica gebruikt dr. Ellen Nollen RNAi bij haar
onderzoek naar afwijkende eiwitten bij de ziekten van Parkinson en Huntington.
Onze erfelijke informatie zit in de genen, die bestaan uit DNA. DNA bevat het recept voor de aanmaak van eiwitten.
Om een eiwit te kunnen maken wordt van het DNA eerst een kopie gemaakt, het zogeheten messenger(boodschapper-)RNA (mRNA). Dat is nodig omdat DNA in de celkern zit en de eiwitsynthese daarbuiten plaatsvindt.
Met RNAi kan men van afzonderlijke genen de mRNA-kopie in stukken knippen, zodat de vorming van het
bijbehorende eiwit onmogelijk wordt. Dat lukt alleen bij gebruik van dubbelstrengs RNA (normaal RNA is
enkelstrengs) dat is afgeleid van het DNA van het stil te leggen gen. Op die manier kan in principe worden
voorkomen dat eiwitten die betrokken zijn bij ziekteprocessen, gevormd worden.
Verkeerd gevouwen eiwitten
Dr. Ellen Nollen, Rosalind Franklin fellow bij de afdeling Genetica, werkt al jaren met de RNAi-techniek. “Ik probeer te
achterhalen welke genen betrokken zijn bij het verkeerd vouwen van eiwitten in de hersenen. Daardoor ontstaan
eiwitklonters die kenmerkend zijn voor ziekten als die van Parkinson en Huntington. Die klonters spelen een rol bij
het ontstaan van de hersenschade.”
Zij doet dat bij de draadworm Caenorhabditis elegans. Dit minuscule wormpje is één van de huisdieren van de
moleculaire biologie. RNAi is ook bij dit diertje ontdekt. “In de worm kunnen we de fouten in de Parkinson- en
Huntingtoneiwitten nabootsen. Dan voeren we ze genetisch gemanipuleerde bacteriën die dubbelstrengs RNA
kunnen maken tegen een bepaald gen. Dat gen wordt dan uitgeschakeld. Zo kunnen we zien of dat effect heeft op
de eiwitafwijkingen. Er bestaan inmiddels tienduizenden bacteriekolonies die elk één bepaald gen kunnen
uitschakelen. Die hebben we één voor één uitgeprobeerd.”
Spastische draadwormen
Nollen heeft grote bewondering voor het werk van Mello en Fire. “Vooral omdat zij zich niet van de wijs lieten
brengen door een serie experimenten met onverklaarbare resultaten.”
Ze onderzochten een gen dat, als het niet goed werkt, de wormpjes in een stuip brengt. Ze probeerden dat gen uit
te schakelen door aan de mRNA-keten een complementair strengetje (‘antisense’) RNA te plakken — alsof je een
plakkertje op een cassettebandje plakt. Dat lukte naar verwachting. Maar toen zij hetzelfde deden met een stukje
‘sense’ RNA — een lijmloos plakkertje identiek aan hetzelfde deel van het mRNA — lukte het ook. En dat was niet naar
verwachting. Ze kwamen er achter dat in het uitgangsmateriaal niet alleen sense of antisense RNA bevatte, maar ook
dubbelstrengs RNA. Toen zij uitsluitend deze vorm van RNA inbrachten, begonnen de spieren eveneens
ongecontroleerd samen te trekken. De clou zat in hem dus in de besmetting met dubbelstrengs RNA. Vrij snel
daarna vonden de twee ook een verklaring voor dit verschijnsel. Een enzym knipt de dubbele streng in nog kleinere
stukjes. Die fragmenten worden door een eiwitcomplex gebonden en van elkaar gescheiden. Dit complex zoekt
vervolgens de cel af op passende stukken op mRNA-moleculen. Als die er zijn, knipt het eiwit dáár het mRNA door.
Huup Dassen