Terwijl je dit leest doet het licht van je beeldscherm iets bijzonders met je lijf. Licht raakt de eiwitten op je netvlies die op hun beurt weer belangrijke genen voor je dagritme aan- en uitschakelen. Zulke genen regelen wanneer je ontwaakt of juist naar bed wil. Gelukkig maar: op die manier slaap je het liefst ’s nachts, wanneer het donker is, en ben je het liefst wakker wanneer de zon jouw omgeving verlicht.
Handig, dacht de Zwitserse bioloog Martin Fussenegger van het Technologie-instituut van Zürich: misschien kunnen we dat systeem gebruiken om andere, meer speciale genen aan of uit te zetten. Genen die niets met de biologische klok te maken hebben, maar bijvoorbeeld medicijnen helpen aanmaken of hormonen in je lijf op peil kunnen houden.
Na jarenlang onderzoek is Fussenegger dat inderdaad gelukt: in zijn lab zitten nu muizen waarvan de stofwisseling met een blauw lampje te regelen valt. Lampje aan, en de dieren maken extra insuline aan. Lampje uit, en de muizen zitten weer zonder.
Hoe maak je muizen waarvan de insulinegenen op licht reageren? Daartoe nam Fussenegger een eiwit dat op blauw licht reageert: melanopsine. Dat eiwit huist tussen de kegeltjes en staafjes op je netvlies, en geeft normaal gesproken een signaal af aan je biologische klok.
Fussenegger koppelde melanopsine aan iets anders dan de biologische klok: een stofje in de cel dat – wanneer het is geactiveerd – altijd hetzelfde stukje DNA afleest. Zet de lamp aan, en de cellen gaan precies doen wat er op dat ene stukje DNA staat.
In het geval van de muizen plaatste Fussenegger op dat stukje DNA de opdracht om extra insuline aan te maken; en dat werkte, blijkt nu. Om het nut voor medische toepassingen aan te tonen, probeerde de bioloog het systeem uit in muizen met suikerziekte. Die laatste kunnen wel wat extra insuline gebruiken. En jawel hoor: muizen met suikerziekte èn in bezit van de ingebouwde lichtgevoeligheid waren van hun symptomen verlost wanneer Fussenegger de blauwe lamp aanzette. Deed hij de lamp uit, dan werden de muizen weer ziek.
Sterker nog, de bioloog wist de insuline-aanmaak bij de muizen heel precies te regelen door het blauwe lampje op bepaalde momenten aan of uit te zetten. Wanneer Fussenegger de lamp bijvoorbeeld een half uur aanzette en dan weer uit, maakten de muizen de rest van de dag wel wat extra insuline aan, maar niet veel. Telkens wanneer Fussenegger de lamp langer aan liet staan, werd de insulineproductie van de muizen weer een stapje verhoogd.
Tien jaar geleden stortte Fussenegger zich al op het ontwikkelen van betere manieren om controle over genen te krijgen. Zijn doel was toen al hetzelfde als nu: als je betere controle over genen hebt, kun je ervoor zorgen dat mensen beter reageren op medicatie, of bacteriën effectiever nuttige stoffen produceren.
“We probeerden van alles om genen te beïnvloeden,” vertelt hij, " antibiotica, aminozuren, vitaminen en andere toevoegingen in voedsel. Maar daarmee beïnvloedt je cellen ook op allerlei andere manieren." Zulke middelen hebben veel bijwerkingen voor proefdieren, iets wat je als onderzoeker zoveel mogelijk wilt voorkomen. “We droomden altijd al van een soort ‘draadloze afstandsbediening’ voor genen, zonder bijwerkingen. De eiwitten voor de biologische klok bleken de perfecte basis te zijn voor zo’n ‘genetische afstandsbediening’.”
Zie ook: meer precies knutselen aan genen
Meer biotechnologie op Ditisbiotechnologie.nl