Hoe de ontdekking van enzymen door Severo Ochoa het RNA-onderzoek veranderde

21

Severo Ochoa ontdekte niet zomaar een enzym. Hij opende een deur om te begrijpen hoe cellen eiwitten bouwen, een prestatie die hem in 1959 de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde opleverde. Hij deelde die eer met Arthur Kornberg, maar Ochoa’s werk was specifiek gericht op ribonucleïnezuur (RNA). Deze stof is de cruciale tussenpersoon tussen de genetische code van DNA en de eiwitten die feitelijk een cel besturen.

Ochoa, geboren op 24 september 1905 in Luarca, Spanje, was een man van vele grenzen. Uiteindelijk werd hij Amerikaans staatsburger in 1956. Hij stierf in Madrid op 1 november 1993. Zijn carrière was een kaart van wetenschappelijke migratie, van Spanje naar Duitsland, terug naar Spanje en vervolgens over de Atlantische Oceaan naar de Verenigde Staten.

Een mondiale opleiding in biochemie

Het pad van Ochoa begon aan de Universiteit van Madrid. Hij behaalde zijn doctoraal in 1929. Dat was nog maar het begin. Hij bracht twee jaar door in Heidelberg, Duitsland, waar hij spierbiochemie en fysiologie studeerde onder Otto Meyerhof. Meyerhof was een reus op veldgebied. Deze training gaf Ochoa een diepe waardering voor de energiedynamiek van levend weefsel.

In 1935 keerde hij terug naar Spanje om hoofd te worden van de afdeling fysiologie van het Instituut voor Medisch Onderzoek van de Universiteit van Madrid. Eind jaren dertig ging hij naar Oxford, waar hij onderzoek deed naar thiamine (vitamine B1). Hij bracht er vier jaar door, van 1938 tot 1941.

In 1942 was Ochoa de oceaan overgestoken. Hij ging aan de New York University werken als onderzoeksmedewerker in de geneeskunde. In 1946 was hij hoogleraar farmacologie. Het traject was duidelijk. Hij stond snel op. In 1954 was hij voorzitter van de afdeling biochemie van NYU.

Het enzym dat niet was wat het leek

De ontdekking die zijn nalatenschap zou bepalen, vond plaats in 1955. Ochoa deed onderzoek naar hoogenergetische fosfaten. Hij isoleerde een enzym uit bacteriën. Hij noemde het polynucleotidefosforylase.

Destijds geloofde hij dat dit enzym RNA synthetiseerde. Die overtuiging was verkeerd.

Later onderzoek toonde aan dat de natuurlijke taak van het enzym in bacteriën het afbreken van RNA is. Het breekt het af. In een reageerbuis kunnen chemische omstandigheden er echter voor zorgen dat de reactie omgekeerd verloopt. Onder die specifieke kunstmatige omstandigheden kan het enzym RNA-strengen bouwen.

Het enzym is buitengewoon waardevol geweest omdat het wetenschappers in staat heeft gesteld het proces te begrijpen en opnieuw te creëren waarbij de erfelijke informatie in genen via RNA-tussenpersonen wordt vertaald in enzymen die de functies en het karakter van elke cel bepalen.

Dit onderscheid deed er minder toe dan het nut van de tool. Wetenschappers hadden een manier nodig om RNA-ketens in het laboratorium te creëren. Ze hadden er niet veel. Polynucleotidefosforylase zorgde voor dat vermogen.

Waarom dit belangrijk is voor RNA-onderzoek

Vóór deze ontdekking was het mechanisme van genetische vertaling grotendeels theoretisch. Genen bevatten informatie. Eiwitten deden het werk. Maar de brug tussen hen was onduidelijk.

Dankzij het enzym van Ochoa konden onderzoekers RNA-ketens met specifieke sequenties synthetiseren. Ze zouden dan kunnen bestuderen hoe deze