Witte petunia's

Zoals dat wel vaker gebeurt bij onderzoek, heeft de ontdekking van RNA-interferentie (RNAi) veel aan het toeval te danken. De Amerikaanse bioloog Andrew Fire experimenteerde destijds met enkelstrengig RNA als modulator voor de genexpressie. Een verrassing werd zijn deel: niet de enkelstrengige molecule waarvoor hij belangstelling had, maar een 'contaminerend' element bleek de expressie van een gen te onderdrukken. Dat contaminerende element was dubbelstrengig RNA (dsRNA). Andrew Fire publiceerde zijn bevindingen samen met collega Craig Mello in 1998. Het tweetal kreeg hiervoor in 2016 de Nobelprijs.Intussen weten we meer over het onderliggende mechanisme. Als dubbelstrengig RNA het cytoplasma van de cel bereikt, wordt het in kleine stukjes gebroken door dicer, een enzym dat van nature in de cel aanwezig is. De fragmenten zijn het kleine, interfererende RNA (siRNA). Ze worden opgepikt door een andere structuur die eigen is aan de cel, het multiproteïnecomplex RISC ( RNA-induced silencing complex). Zodra die koppeling tot stand gekomen is, worden de twee strengen van het siRNA van elkaar gescheiden. Eén streng wordt geëlimineerd. De andere streng 'helpt' RISC bij het vinden van messenger-RNA (mRNA) waarvan de structuur complementair is aan de zijne. Als een dergelijke ontmoeting plaatsvindt, breekt RISC het mRNA af. Het corresponderende eiwit kan niet meer aangemaakt worden. Dat komt in de praktijk neem op het uitschakelen van het gen dat aan de oorsprong van het mRNA lag. Men spreekt van gene silencing.RNA-interferentie wordt door cellen gebruikt om hun eigen genexpressie te reguleren. Al vóór Andrew Fire met zijn gecontamineerde stalen aan de slag ging, waren er aanwijzingen dat dit mechanisme bestond. Botanicus Richard Jorgensen had rond het einde van de jaren 1980 geprobeerd om paarse petunia's nog dieper paars te doen worden, door injectie van een pigmenterend gen. Tot zijn verbazing zag hij witte petunia's ontluiken. De structuur van het gen dat hij gebruikt had, was complementair met die van een gen dat al in het genoom van de bloemen aanwezig was. Beide genen produceerden samen een dubbelstrengig mRNA, dat het mechanisme van gene silencing op gang bracht.De vraag wat dit in de toekomst voor debehandeling van ziekten zal betekenen, isop zijn zachtst uitgedrukt intrigerend. Deste meer omdat het mechanisme een langelevensduur heeft, waardoor RNAi-behandelingenmet een lage frequentiekunnen worden toegediend. RNAi is samenmet het gebruik van antisenseoligonucleotiden (AK nr. 2606) de meesttoegepaste vorm van gene silencing.