Een start-up zoekt de grenzen van de natuur op met synthetische DNA

Biotechnologiebedrijf Synthorx heeft grote stappen gezet in het creëren van synthetisch leven.

Een van de mede-oprichters van het berijf, Floyd Romesberg, maakte dit nieuws vorig jaar bekend toen hij samen met een team van wetenschappers twee synthetische nucleotidebasen in het DNA van de E. coli-bacterie had verwerkt. Gisteren kondigde het bedrijf aan dat ze een stap verder zijn in de integratie en replicatie van nieuwe aminozuren, die door deze synthetische eiwitten worden gemaakt.

Het klinkt een beetje sci-fi-achtig, maar Synthorx maakt organische onderdelen die nog niet in de natuur bestaan. Dit onderzoek zou de basis kunnen vormen voor het ontwikkelen van nieuwe soorten medicijnen.

Het DNA bestaat uit vier basis onderdelen die nucleotiden genoemd worden. Deze bestaan uit adenine (A), thymine (T), guanine (G) en cytosine (C). De combinatie van deze vier elementen vormt de basis voor ieder levend organisme in de natuur. Daarnaast hebben ze verschillende functies, zoals de productie van aminozuren.

De wetenschappers van Synthorx hebben twee nieuwe basiselementen gecreëerd, namelijk d5SICSTP (X) en dNaMTP(Y) en hebben deze in het DNA van de E. coli bacterie gestopt. Deze nieuwe elementen hebben zich zonder problemen bij de andere vier elementen gevoegd (E. coli stammen reproduceren heel snel, waardoor het perfecte test subjecten zijn voor dit soort experimenten).

De wetenschappers hebben met de toevoeging van deze nieuwe elementen de productie van een heel nieuw soort eiwit in gang gezet. De volgende stap is om de bacteriën deze nieuwe synthetische nucleotiden uit zichzelf te laten ontwikkelen zodat zij uit zichzelf nieuwe eiwitten kunnen produceren.

Door de toevoeging van deze twee nieuwe basiselementen aan de bestaande vier elementen in een organisme, kunnen er nieuwe aminozuren geproduceerd worden naast de al bestaande 20 aminozuren die de basis vormen voor alle proteïne in organismen. Proteïne, of eiwitten, zijn de werkpaarden in organismen die zowel spiermassa aanmaken als ziektes bestrijden. De wetenschappers hopen dat zij met de nieuwe eiwitten nieuwe medicijnen kunnen maken.

Synthorx claimt dat zij deze nieuwe aminozuren hebben gebruikt om nieuwe eiwitten te creëren. Nieuwe medicijnen creëren is natuurlijk fantastisch, maar de wetenschappers stellen ook dat het ons kan helpen om buitenaards leven beter te begrijpen. Buitenaardse wezen zouden misschien dezelfde synthetische elementen kunnen bevatten waar de wetenschappers nu mee aan het experimenteren zijn.

Het onderzoek heeft een bijpassende naam gekregen: "Een semi-synthetisch organisme met een uitgebreider genetisch alfabet." Door enkel de synthetische elementen X en Y toe te voegen breiden we ons genetisch alfabet al enorm uit. Wie weet is al het leven op de aarde straks genetisch gemanipuleerd door de mens.