Geen vermalen celprut meer

Het team van geneticus en chemicus George Church van de Harvard Universiteit demonstreerde deze week een methode om de positie van RNA-moleculen te achterhalen. Dat doen ze door de lettervolgorde van RNA te lezen (sequencen) met behulp van fluorescentie. De techniek is een stap voorwaarts in het lezen van de moleculaire samenstelling van de individuele cel. In het tijdschrift Science beschreven ze vorige week hun methode.

Het Amerikaanse team ontwikkelde een methode waarmee ze duizenden mRNA’s tegelijkertijd kunnen lokaliseren in intakte cellen. Door de lettervolgorde vast te stellen. Net zoals DNA bestaat RNA uit de nucleotiden. In het geval van RNA zijn dat adenine (A), guanine (G), cytosine © en uracil (U). Die lettervolgorde is voor elk mRNA-molecuul anders en vormt daarmee een unieke identificatiecode voor elk stukje mRNA: je kan in principe elk stukje mRNA terugvinden en identificeren door de bijbehorende lettercode te lezen.

Flitsende methode

Dat is op zich niks nieuws: apparatuur om grote hoeveelheden RNA of DNA te sequencen is al beschikbaar. Wel nieuw is dat het in vivo lukt, terwijl de mRNA’s zich nog op hun oorspronkelijke plek in de cel bevinden.

Dat werkt als volgt: eerst fixeerden de onderzoekers de cellen van een stukje weefsel door middel van een chemische behandeling. Dat houdt de duizenden mRNA’s op hun plek. Daarna gebruikten ze enzymen om de vastzittende mRNA’s te kopiëren.

De vier soorten nucleotiden voor de nieuwe streng waren elk voorzien van een andere fluorescente kleurstof (‘marker’). Dat betekent dat tijdens het toevoegen van de letters aan de nieuwe streng, er steeds een specifieke kleur oplicht. Die kleur geeft aan welke letter aan de groeiende streng is toegevoegd.

Door de opeenvolging van flitsende lichtjes te volgen, met een speciale fluorescentiemicroscoop, onthul je de lettervolgorde van het mRNA.

Diagnostiek op celniveau

Church testte de methode in huidcellen die betrokken zijn bij wondheling. Ze simuleerden een wond in een petrischaaltje, wat de huidcellen actief maakt, en onderzochten de verschillen in mRNA’s tussen cellen. Wat bleek? Cellen die richting de wond groeiden hadden een handvol mRNA’s die juist veel meer of minder aanwezig waren dan in de omliggende huidcellen. De verschillen zijn subtiel, maar belangrijk.

Kennis van de hoeveelheid en soorten mRNA-moleculen en de precieze lokalisering, opent de deur naar een nieuwe vorm van cellulaire diagnostiek. Zo zou fluorescent sequencen in een levende cel in de toekomst kunnen helpen om kankermutaties op te sporen, aldus de onderzoekers. Het kan leiden tot eerdere diagnose van kanker door in weefsel dat op het eerste oog gezond lijkt, moleculaire veranderingen die kanker stimuleren bloot te leggen. Voorlopig is de nieuwe techniek vooral interessant voor biologen: zij kunnen hiermee veel leren over de activiteit en functie van individuele cellen.