[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Onderzoekers vinden mechanisme dat gene editing met CRISPR-Cas9 verstoort

  • From: Jerwin de Graaf <J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx>
  • To: "'pwc-media@xxxxxxxxxxxxx'" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 5 Dec 2018 10:45:12 +0000

Onderzoekers vinden mechanisme dat gene editing met CRISPR-Cas9 verstoort

Met de ontdekking van CRISPR-Cas9 is gene editing heel eenvoudig geworden. 
Helaas is sinds kort bekend dat het moleculaire gereedschap niet zo precies is 
als gedacht, en dat het ongewenste mutaties in het DNA van een cel kan 
veroorzaken. Onderzoekers van de TU Delft hebben nu een mechanisme 
geïdentificeerd dat dergelijke mutaties veroorzaakt wanneer CRISPR-Cas9 op een 
verkeerde manier wordt ingezet. Inactieve genen kunnen hierbij tot uitdrukking 
komen, wat erg gevaarlijk kan zijn. De onderzoekers hebben op basis van hun 
bevindingen een checklist gemaakt. Die helpt voorkomen dat het schadelijke 
mechanisme geactiveerd wordt en maakt genoombewerking met CRISPR-Cas9 veiliger.

[cid:image002.jpg@01D48C8F.FAFF6300]Net als die van veel andere organismen 
bevatten menselijke cellen twee exemplaren van elk chromosoom: één van elke 
ouder. Deze chromosoomkopieën zijn bijna identiek, maar ze bevatten kleine 
verschillen in een aantal genen. Die kleine variaties leiden tot de genetische 
verschillen tussen individuen. Het klinkt misschien als een goede zaak dat elk 
chromosoom een soort 'back-up' heeft, maar onderzoekers van de TU Delft hebben 
vastgesteld dat dit problemen kan veroorzaken in combinatie met de 
genoombewerkingstechniek CRISPR-Cas9. "Wanneer met CRISPR-Cas9 een enkel 
chromosoom in heterozygote organismen zoals de mens wordt aangepast, wordt er 
een natuurlijk herstelmechanisme geactiveerd", vertelt onderzoeker dr. 
Jean-Marc Daran. "Het blijkt dat dit mechanisme de andere kopie van het 
chromosoom gebruikt als sjabloon voor het repareren van het DNA."

Genoom wijzigen
Normaal gesproken kunnen genoombewerkingsdeskundigen met CRISPR-Cas9 een deel 
van het genoom van een cel wijzigen door een nieuwe DNA-sequentie te 
introduceren. Het Cas-eiwit knipt het DNA open op een vooraf bepaalde plek, 
waarna men verwacht dat de cel zijn opengeknipte DNA repareert met behulp van 
deze nieuwe streng genetisch materiaal. Op die manier kunnen nieuwe genen in 
het DNA worden geplakt. "Maar wanneer het reparatiemechanisme het andere 
chromosoom als sjabloon gebruikt in plaats van de nieuwe DNA-streng, lukt de 
bewerking natuurlijk niet", zegt Daran. Reparatie met behulp van het andere 
chromosoom is veel efficiënter, waardoor reparatie met behulp van het beoogde 
DNA-fragment bijna nooit voorkomt. Erger nog, er kan verlies van 
heterozygositeit optreden, wat ernstige gevolgen voor de gezondheid kan hebben. 
Ziektegenen die inactief waren kunnen tot expressie komen, zoals genen die 
kanker veroorzaken.

Toevallige ontdekking
De Delftse onderzoekers ontdekten het mechanisme bij toeval. Arthur Gorter de 
Vries, promovendus aan de TU Delft, probeerde vast te stellen hoe domesticatie 
van biergist uiteindelijk leidde tot de moderne gistsoorten die bierbrouwers nu 
gebruiken. "Ik probeerde een bepaald gen te verwijderen om de functie ervan te 
bepalen", vertelt Gorter de Vries. "Vreemd genoeg kon ik niet bevestigen dat ik 
het gen had weten te verwijderen. Ook merkte ik dat de cellen zich vreemd 
gedroegen." Gorter de Vries had slechts één van de chromosomen in zijn gist 
genetisch bewerkt. Verdere experimenten toonden aan dat de gistcellen de andere 
kopie van het chromosoom als sjabloon gebruikten om hun DNA te repareren; het 
DNA dat hij juist probeerde te verwijderen.

Schadelijke mutaties
Dit nieuw ontdekte mechanisme kan ervoor zorgen dat genoombewerking mislukt, en 
kan zelfs tot schadelijke mutaties leiden. Dit gebeurt echter wel alleen in 
heterozygote organismen. "Het is daarnaast belangrijk om te benadrukken dat het 
reparatiemechanisme alleen actief wordt als men zich op slechts één chromosoom 
richt bij de bewerking, en niet op allebei", zegt Daran.

Naast dit reparatiemechanisme zijn er nog andere factoren om rekening mee te 
houden bij gene editing in heterozygote organismen. De onderzoekers hebben 
daarom een checklist opgesteld om op een veilig manier het DNA van deze 
organismen te bewerken. De resultaten van hun onderzoek, inclusief de 
checklist, zijn gepubliceerd in Nucleic Acids Research.

****

Gorter de Vries, A.R., Couwenberg, L.G.F., van den Broek, M., de la Torre 
Cortés, P., ter Horst, J., Pronk J.T. and Daran, J-M.G. Allele-specific genome 
editing using CRISPR-Cas9 is associated with loss of heterozygosity in diploid 
yeast. Nucleic Acids Res.,

DOI: 
10.1093/nar/gky1216<https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gky1216/5230954>

Arthur Gorter de Vries
A.R.gorterdevries@xxxxxxxxxx<mailto:A.R.gorterdevries@xxxxxxxxxx>
06 - 37 22 62 04

Dr. Jean-Marc Daran
J.G.Daran@xxxxxxxxxx<mailto:J.G.Daran@xxxxxxxxxx>
0031 (0)15 27 82412

Jerwin de Graaf (persvoorlichter TU Delft)
J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx<mailto:J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx>
06 - 42 71 72 27

U ontvangt dit bericht via de PWC-medialijst. U kunt zich afmelden via 
www.platformwetenschapscommunicatie.nl<file:///\\www.platformwetenschapscommunicatie.nl>.
Dit bericht is afkomstig van de TU Delft, Communication, Postbus 5, 2600 AA 
Delft, www.tudelft.nl<http://www.tudelft.nl/>.

JPEG image

JPEG image

Other related posts:

  • » [PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Onderzoekers vinden mechanisme dat gene editing met CRISPR-Cas9 verstoort - Jerwin de Graaf