Betere CRISPR base editors bouwen

VIB onderzoekers ontwikkelen ITER, een gevoelige, veelzijdige en high-throughput methode om genbewerking in plantencellen te testen en te kwantificeren

CRISPR-genbewerking is een krachtig biotechnologisch hulpmiddel waarmee wetenschappers specifieke DNA-sequenties kunnen wijzigen. Nieuw onderzoek verfijnt en verbetert voortdurend de CRISPR-technologie. Onderzoekers van het team van prof. Thomas Jacobs (VIB-UGent Centrum voor Plantensysteembiologie), samen met BASF Innovation Center Gent en collega's van de VIB Screening Core en VIB Flow Core, rapporteren nu een belangrijke vooruitgang in CRISPR-basisbewerkingstechnologie. Hun werk werd gesteund door VLAIO en verschijnt in Genome Biology.

In 2012 ging een schokgolf door de wetenschappelijke wereld met de ontwikkeling van CRISPR-tools voor het bewerken van genen met behulp van het DNA-knippende eiwit Cas9. De vondst ontving in 2020 een Nobelprijs. CRISPR-technologie heeft nu toepassingen in alle biologische wetenschappen, van het verbeteren van de gewassen tot gebruik in de geneeskunde voor de behandeling van sikkelcelziekte, kanker, en andere ziekten.

De originele CRISPR-technologie van tien jaar geleden had wel enkele beperkingen. Het was bijvoorbeeld niet erg eenvoudig om de soorten DNA-veranderingen te beheersen die werden aangebracht. De ontwikkeling van ‘base editors’ in 2016 veranderde dat allemaal. CRISPR base editors zijn bijzonder krachtig omdat ze een specifieke DNA-base (een DNA 'letter') kunnen vervangen door een andere, waardoor zeer nauwkeurige wijzigingen in de DNA-sequentie mogelijk zijn.

Prof. Thomas Jacobs: “Toen we aan het project begonnen, waren er enkele problemen met de bestaande CRISPR base editors. De eerste was dat ze niet zo goed werkten. Slechts een kwart van onze targets is bewerkt. De tweede was dat er tegen die tijd een groot aantal verschillende CRISPR-onderdelen was. Het zou te veel tijd kosten om onze bestaande methoden te gebruiken om alle verschillende combinaties te testen en te evalueren om de beste te vinden. Dus hebben we ITER ontwikkeld.”

ITER, of Iterative Testing of Editing Reagents, is een gevoelige, veelzijdige en high-throughput methode om genbewerking in plantencellen te testen en te kwantificeren. Het is een manier om tegelijkertijd veel potentiële base editors in veel cellen te testen. Een volledig geautomatiseerde pijplijn voor beeldvorming en analyse stelt de onderzoekers in staat om snel de verschillende editors te testen en het volgende experiment te ontwerpen. Elke iteratie duurt slechts een paar weken, dus de optimalisatie verloopt snel.

Bij het eerste gebruik van ITER identificeerden de onderzoekers een variant van Cas12a (een alternatief DNA-snijdend eiwit) dat op efficiënte wijze base-editing uitvoert in tarwe- en maïscellen. De eerste Cas12a-basiseditors bewerkten slechts ongeveer één op de 200 cellen. Maar door snel meerdere testrondes uit te voeren met ITER, konden ze de efficiëntie van het editen verhogen tot ongeveer 40%.

Dr. Christophe Gaillochet, eerste auteur van de studie: “Vooral in planten is deze verbetering een grote stap voorwaarts, niet alleen omdat eerdere base editors met Cas12a niet goed presteerden, maar ook omdat het ons een veel betere tool geeft voor de veredeling van onze gewassen om ze weerbaarder te maken tegen uitdagende omgevingen die worden veroorzaakt door klimaatverandering.”

Het team gebruikt ITER nu om verschillende soorten tools voor genoombewerking in een verscheidenheid aan plantensoorten te optimaliseren.


Publication

Systematic optimization of Cas12a base editors in wheat and maize using the ITER platform. Gaillochet et al. Genome Biology, 2023.


Gunnar De Winter

Gunnar De Winter

Science Communication Manager, VIB

 

 

Delen

Meest recente verhalen

Winterslaap biedt nieuwe kijk op Alzheimer

Winterslaap biedt nieuwe kijk op Alzheimer

Onderzoekers van VIB en KU Leuven maken eerste single-cell-atlas van een brein in winterslaap wereldwijd publiek

press.vib.be

Onderzoekers van VIB en KU Leuven ontdekken waarom een verandering in één gen de ontwikkeling van onze hersenen kan verstoren

Onderzoekers van VIB en KU Leuven ontdekken waarom een verandering in één gen de ontwikkeling van onze hersenen kan verstoren

Leuven, 4 november 2026 - Waarom zijn onze hersenen kwetsbaarder voor genetische aandoeningen dan die van andere zoogdieren? In de zoektocht naar een antwoord op deze vraag, legden onderzoekers van VIB en KU Leuven een belangrijk stukje van de puzzel bloot. Hun bevindingen, gepubliceerd in het vakblad Developmental Cell, tonen hoe veranderingen in het gen ASPM de ontwikkeling verstoren van jonge hersencellen die nodig zijn om onze hersenen te laten groeien. Zo verklaren de onderzoekers waarom fouten in dit gen microcefalie kunnen veroorzaken, een aandoening waarbij de hersenen en het hoofd kleiner zijn, vaak in combinatie met een verstandelijke beperking. “Onze hersenen ontwikkelen zich anders dan bij andere zoogdieren”, zegt Prof. Pierre Vanderhaeghen (VIB-KU Leuven Centrum voor Neurowetenschappen). “In dit geval wordt een cellulair proces verstoord dat heel belangrijk is voor de ontwikkeling van onze hersenen.”

press.vib.be

Signalen van afweercellen blokkeren maakt verwijderen agressiefste hersentumor makkelijker

Signalen van afweercellen blokkeren maakt verwijderen agressiefste hersentumor makkelijker

Ontdekking door onderzoekers van VIB en KU Leuven wijst op een mogelijke nieuwe behandelingsstrategie

press.vib.be

Over VIB Pers

VIB is een onafhankelijk onderzoeksinstituut dat inzichten in de biologie vertaalt naar impactvolle innovaties voor de samenleving. Het werkt samen met de vijf Vlaamse universiteiten en diverse partners in de biotechsector en doet onderzoek in plantenbiologie, kanker, neurowetenschap, microbiologie, ontstekingsziekten, artificiële intelligentie en meer. VIB verbindt wetenschap met ondernemerschap en stimuleert zo de groei van de Vlaamse biotech. Het instituut draagt bij aan oplossingen voor maatschappelijke uitdagingen, zoals nieuwe methoden voor diagnose en behandeling en landbouwinnovaties. 

Meer info op www.vib.be. 

Neem contact op met

Suzanne Tassierstraat 1 9052 Zwijnaarde

+32 9 244 66 11

communications@vib.be

vib.be