Nobelprijs voor het mechanisme waarmee je de code van het leven kunt herschrijven

Doudna en Charpentier ontvangen de Nobelprijs voor Scheikunde voor de ontwikkeling van een methode voor het veranderen van DNA, schrijft het Nobelcomité. Ze ontdekten een van de 'scherpste gereedschappen binnen de gentechnologie': CRISPR/Cas9. Met behulp van dit mechanisme kunnen wetenschappers het DNA van dieren, planten en micro-organismen met grote precisie veranderen.

Zoals zo vaak in de wetenschap, speelde toeval een belangrijke rol in deze ontdekking. Charpentier deed onderzoek naar een voor de mens zeer schadelijke bacterie, Streptococcus pyogenes. Daarbij ontdekte ze een molecuul die deel uitmaakte van het immuunsysteem van de bacterie, CRISPR/Cas. Dat molecuul bleek virussen uit te schakelen door hun DNA kapot te knippen. Ze publiceerde haar ontdekking in 2011.

Luister ook:

Knippen en plakken

Om DNA te veranderen wil je niet alleen genen kapot knippen, je wilt ze ook vervangen door andere genen. Dit is waar de reparatietroepen van je DNA van pas komen. Als je het juiste gen in de buurt van de opengeknipte plek brengt, doen de reparatietroepen de rest van het werk: ze zetten het precies op de juiste plek. De kersverse laureaat Jennifer Doudna is een van de wetenschappers die deze techniek voor het eerst heeft gebruikt om DNA in menselijke cellen aan te passen.

Achtergrond: Wat is CRISPR en hoe is het ontdekt?

Vaak hoor je over CRISPR spreken alsof het een techniek is, net als de stoommachine een uitvinding van de mens. Eigenlijk is het misschien beter om te spreken van een ontdekking. CRISPR staat voor: clustered regularly interspaced palindromic repeats. Die term mag je meteen weer vergeten, waar het om gaat is dat in het genoom van veel micro-organismen stukjes DNA zitten die zich steeds opnieuw herhalen, maar waarvan de functie aanvankelijk mysterieus bleef voor wetenschappers.

Die stukjes CRISPR worden in de jaren tachtig voor het eerst aangetroffen bij bacteriën. Later blijkt het om een afweermechanisme tegen virussen te gaan. Geen overbodige luxe voor bacteriën: virussen vermoorden elke dag miljarden en miljarden bacteriën.

In een ver evolutionair verleden ontwikkelen bacteriën een manier om zich daar tegen te beschermen: door stukjes virus-DNA op te slaan in hun eigen DNA. Deze CRISPRs zijn het geheugen van het afweersysteem. Zo kunnen ze hun belagers in het vervolg herkennen – ze hebben altijd een genetische 'foto' van de vijand bij zich.

Dit bacteriële afweersysteem kunnen wetenschappers gebruiken om heel nauwkeurig veranderingen aan te brengen in elk DNA naar keuze. Niet alleen in bacteriën, maar ook in planten en dieren – en dus ook in mensen. Dat laatste doe je door de Cas-eiwitten op pad te sturen met materiaal dat een gen kan herkennen waarin een erfelijke afwijking voorkomt. Dat eiwit knipt in de buurt van de erfelijke afwijking je genoom open. De bekendste van die moleculaire schaartjes is Cas9. Vandaar dat je vaak hoort spreken over CRISPR/Cas9.

Deze uitleg is ontleend aan een uitgebreid artikel over CRISPR/Cas9 op NPO Focus.

Dit artikel wordt de komende uren nog uitgebreid en aangepast.

Morgen: Literatuur

De Nobelprijs wordt sinds 1901 uitgereikt aan wetenschappers die een uitzonderlijke prestatie hebben geleverd op het gebied van geneeskunde (maandag), natuurkunde (dinsdag) en scheikunde (woensdag). Daarnaast zijn er Nobelprijzen voor Literatuur (donderdag) en Vrede (vrijdag). Sinds 1969 bestaat ter nagedachtenis van Alfred Nobel - uitvinder van het dynamiet - ook de Riksprizen voor Economie, vaak de Nobelprijs voor Economie genoemd (volgende week maandag). Met de prijs is een bedrag van ruim 900.000 euro gemoeid.

Luister ook:

NPO Radio 1 houdt je dagelijks op de hoogte over de laatste ontwikkelingen in de wetenschap

Dagelijks tussen 17.00 en 18.30 uur in Nieuws en Co
Iedere werkdag van 02.00 tot 04.00 uur in Focus
En wanneer je maar wil in podcast Focus Wetenschap