Chad Baker/Photodisc/Getty Images

Productie van medicijnen

Een gen bevat de blauwdruk voor een eiwit. Door een menselijk gen in bacteriën te plaatsen, kunnen wetenschappers het bacteriële metabolisme benutten om enorme hoeveelheden van het gecodeerde eiwit te synthetiseren. Insuline, essentieel voor patiënten met diabetes, is een goed voorbeeld:recombinant humane insuline wordt geproduceerd in speciaal ontworpen bacterieculturen, waardoor een veilige en efficiënte toevoer voor therapeutisch gebruik ontstaat.

Het genoom opslaan in een bevroren bibliotheek

Bacteriën dragen plasmiden bij zich – kleine ronde DNA-moleculen – die vreemde DNA-fragmenten kunnen accepteren. Het menselijk genoom kan worden gefragmenteerd en in plasmiden worden ingebracht, die vervolgens in bacteriële cellen worden gekloond. Elke kolonie levert miljoenen identieke bacteriën op die een specifiek genomisch segment bevatten, waardoor een cryogene ‘bibliotheek’ ontstaat waarin elk flesje een bepaald stukje menselijk DNA opslaat.

Creëren van bibliotheken met mutante genen

Omdat de bacteriële groei niet wordt beïnvloed door mutaties in het ingevoegde gen, kunnen onderzoekers precieze veranderingen (puntmutaties, deleties of inserties) in het plasmide introduceren. Het resulterende mutante gen wordt tot expressie gebracht in bacteriën, waardoor snelle amplificatie van een diverse bibliotheek van varianten mogelijk is. Deze gemuteerde genen kunnen later opnieuw in menselijke cellen worden geïntroduceerd om de functionele gevolgen te beoordelen.

Eiwittracking met fluorescerende tags

Plasmiden kunnen worden gemanipuleerd om een reporter, zoals groen fluorescerend eiwit (GFP), tot co-expressie te brengen. Door het menselijke eiwit van belang te fuseren met GFP, verkrijgen wetenschappers een fluorescent gelabeld construct. Na productie in bacteriën en isolatie van plasmiden wordt het fusiegen aan menselijke cellen afgeleverd, waardoor real-time visualisatie van eiwitlokalisatie en -dynamiek onder een fluorescentiemicroscoop mogelijk wordt.