Het complete genoom van Tribolium is gesequenced. Dat betekent dat we van al het DNA van Tribolium  weten uit welke basen het bestaat. Dat is natuurlijk handig, maar we weten hiermee nog niet wat al dat DNA eigenlijk doet. Dat van DNA eiwit wordt gemaakt via RNA heb ik eerder besproken (zie DNA, RNA en eiwit). Vanuit het DNA worden talloze verschillende eiwitten gemaakt. Een stuk DNA dat codeert voor een specifiek eiwit noemen we een gen. Wij mensen hebben bijvoorbeeld ongeveer 25000 genen. Maar wat doen al die genen? Of beter gezegd: wat doen de eiwitten die worden gemaakt aan de hand van deze genen? Om antwoord te krijgen op deze vraag zijn er verschillende technieken die we kunnen gebruiken. Een ervan is “RNA interferentie”. Deze techniek zorgt ervoor dat het RNA kapot geknipt wordt en er dus geen eiwit gemaakt wordt. Vervolgens kunnen we kijken wat er mis gaat in de afwezigheid van dit eiwit. Wanneer we bijvoorbeeld in de fruitvlieg het gen Ultrabithorax uitschakelen krijgen we een vlieg met 4 ipv 2 vleugels (link plaatje) en wanneer we in de fruitvlieg het gen Antennapedia uitschakelen dan krijgen we een vlieg met poten waar zijn antennes horen te zitten (link plaatje). Zo zien we dat deze genen betrokken zijn bij de vorming van respectievelijk de vleugels en de antennae. Genen uitschakelen kan op meerdere manieren waarvan RNA interferentie er één is. Bij RNA interferentie maken we gebruik van het immuunsysteem van het insect in kwestie (Tribolium in dit geval). In het kort: we injecteren de kever met dubbelstrengs RNA, het immuunsysteem herkent dit en gaat al het RNA met dezelfde sequentie (volgorde van basen) kapot knippen. De reden dat het immuunsysteem dit doet komt doordat veel virussen dubbelstrengs RNA hebben.

RNA





Virussen

Veel virussen gebruiken dubbelstrengs RNA als erfelijk materiaal in plaats van DNA. Het rotavirus dat bij kinderen braken en diarree veroorzaakt is een voorbeeld van een dubbelstrengs RNA virus. Een virus dat eenmaal in het lichaam is gekomen, zal proberen cellen te infecteren. Een dubbelstrengs virus is opgebouwd uit een mantel van eiwitten met daarin dubbelstrengs RNA. Wanneer een virus een cel kan infecteren zal het zijn RNA kopiëren en nieuwe eiwitten maken voor de mantel. Deze mantel wordt dan in elkaar gezet en een enkele streng RNA wordt hierin geplaatst. Deze wordt weer dubbelstrengs gemaakt als hij in de mantel is. Dan is een nieuw virus klaar en zal de cel weer verlaten (vaak gaat de geïnfecteerde cel dood). Gelukkig kan het immuunsysteem dubbelstrengs RNA herkennen. Wanneer dit gebeurt, knipt het immuunsysteem dit RNA in stukjes. Vervolgens knipt het immuunsysteem alle RNA moleculen met dezelfde sequentie ook in stukjes. Dit voorkomt dat het virus zich kan vermeerderen in de cel (zie onderstaande figuur). Dit beschermingsmechanisme tegen virussen gebruiken we voor RNA interferentie.

Virus
RNA interferentie

Als het immuunsysteem een virus herkent aan zijn dubbelstrengs RNA, worden alle RNA moleculen met dezelfde sequentie kapot geknipt, wat voorkomt dat er eiwit van gemaakt kan worden. Als we dus dubbelstrengs RNA injecteren met dezelfde sequentie als het gen dat we willen uitschakelen dan gaat het immuunsysteem dus alle RNA moleculen met deze sequentie kapot knippen, dus ook degene die door het lichaam zelf gemaakt worden (zie onderstaande afbeelding).
Voor Tribolium werkt deze interferentie door het hele lichaam, dus als we ergens in het lichaam dubbelstrengs RNA injecteren dan schakelen we het gen ook door het hele lichaam uit. Wanneer we dubbelstrengs RNA in de moeder injecteren schakelen we zelfs het gen in de eieren die ze leggen uit! Dit heet parental RNA interference.
Op deze manier kunnen we genen uitschakelen en de functie van deze genen (of de eiwitten) onderzoeken. Kijk bij “technieken” voor uitleg over hoe het injecteren van RNA in Tribolium praktisch gezien werkt.

RNAi
 

 

Hier is nog een filmpje over RNA interferentie door Nature:

Geef een reactie