Reverse transcriptase is een enzym dat DNA synthetiseert met RNA als een sjabloon. De ontdekking ervan in 1970, afzonderlijk door Howard Temin en David Baltimore, stuitte aanvankelijk op veel scepsis. Het centrale dogma van de moleculaire biologie, dat al verankerd was in de huidige leerboeken, hield tenslotte in dat de informatie van DNA naar RNA naar eiwit stroomde. Het idee dat DNA kan worden gecodeerd door RNA, vereiste een heroverweging van een lange lijst van vastgehouden ideeën. Het verzet tegen het idee brokkelde echter snel af, omdat de resultaten snel door anderen werden gerepliceerd. Het enzym veranderde in recordtijd van een paradigma-doorbrekend fenomeen naar een standaarditem in de toolkit voor moleculaire biologie. Het werd bijvoorbeeld van onschatbare waarde voor het maken van DNA-sondes die complementair zijn aan boodschapper-RNA.

De dag dat ze de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde in 1975 aankondigden, was er een van grote vreugde in het Tumor Virology Laboratory van het Salk Institute. Baltimore en Temin kregen de prijs voor hun ontdekking van reverse transcriptase, samen met de voormalige mentor van Temin, Renato Dulbecco, die de technieken uitvond die tot de ontdekking leidden. Dulbecco was destijds lid van het Tumor Virology Lab, en Baltimore was destijds lid van het Tumor Virology Lab. een alumnus. De voormalige postdoc van Baltimore, Hung Fan (mijn thesisadviseur) en de onvergelijkbare Marguerite Vogt, de langdurige medewerker van Dulbecco, bekleedden ook functies bij het Lab. De gebruikelijke pauze van 16.00 uur voor thee en koekjes veranderde in een champagne en kaasfeest, afgesloten met een felicitatieoproep aan Baltimore.

Reverse transcriptase werd voor het eerst gevonden in retrovirussen, die een RNA-genoom hebben dat wordt getranscribeerd in DNA en geïntegreerd in het gastheergenoom. Eenmaal geïntegreerd, gebruikt het de normale celmechanismen voor de expressie ervan. Een dergelijke integratie kan verwoestende resultaten hebben en somatische mutaties en soms kanker veroorzaken. HIV, het virus dat aids veroorzaakt, is een retrovirus.

In 1975 was het al duidelijk dat veel ver tebrates hadden endogene retrovirussen die verticaal werden overgeërfd – ze waren in wezen onderdeel geworden van het organisme. Bovendien bleek dat eukaryotische genomen bezaaid waren met “retrotransposons”, genetische elementen die coderen voor een reverse transcriptase waardoor de sequenties zich binnen het genoom kunnen verplaatsen en hun aanwezigheid kunnen versterken. Meer dan 40% van het menselijk genoom bestaat uit retrotransposons of defecte restanten daarvan. Mobiele “groep II-introns” die coderen voor reverse transcriptase-activiteit onderbreken geconserveerde genen in mitochondriën, chloroplasten en bacteriën.

Het bestaan van reverse transcriptase heeft aanzienlijke schade toegebracht aan het idee van DNA als een heilige opslag van genetische informatie die van generatie op generatie intact wordt geleverd. Het is duidelijk dat er strikte controle moet worden uitgeoefend op reverse transcriptase-activiteit in individuele cellen om te voorkomen dat het genoom op korte termijn onomkeerbaar wordt vervormd. Tegelijkertijd moeten reverse-getranscribeerde sequenties worden beschouwd als bronnen van genetische diversiteit op evolutionaire schaal. Daarnaast wijst het gebruik van RNA als genetische voorloper van DNA op een mogelijke “RNA-wereld” waarin het leven heel anders was dan nu.