Komt DNA met nieuwe synthese nu zo van de band?

Een DNA-printer?

De aanzet tot een DNA-printer (afb: UCB)

Het synthetiseren van stukjes DNA schijnt nog steeds lastig te zijn. Al gauw ontstaan er in het lab bij het aan elkaar plakken van de basen/nucleotiden fouten en veel verder dan een paar honderd basen aan elkaar komen we nog niet (vergelijk dat met de honderden miljoenen nucleotiden die een zoogdiergenoom bevat). Nu schijnen onderzoekers van de universiteit van Californië in Berkeley en van het Amerikaanse Lawrence Berkely-lab een methode gevonden te hebben om sneller en trefzekerder nucleotiden aan elkaar te plakken tot strengen die wel tien keer langer zijn en waarbij bovendien geen giftige chemicaliën worden gebruikt. De onderzoekers beginnen al te denken in termen van DNA-printers. Lees verder

Mannetjesembryo’s die stukje DNA missen worden vrouwtjes

Mannetjesmuizen met vrouwelijke geslachtsorganen

Links een mannetje (XY) met vrouwelijke geslachtskenmerken, rechts een vrouwtje (XX) (afb: Francis Crickinstituut)

Mannetjesmuizen kregen vrouwelijke geslachtskenmerkenals ze een bepaald stukje van hun niet-coderende DNA misten. Dat is dus dat deel van het DNA (zo’n 98%) dat niet voor een eiwit codeert/genen bevat. We doen wel heel geleerd over onze kennis van de genetica, maar eigenlijk weten we er nog maar bar weinig van af (2%, zou ik bijna zeggen). Lees verder

Wetenschappers willen genoom van 1,5 mln eukaryoten uitlezen

BioGenoomProject

Gene Robinson, een van de initiatiefnemers (afb: univ. van Illinois)

Wetenschappers hebben voorstellen gedaan om de genomen van alle bekende eukaryoten (organismen waarvan de cellen een kern bevatten, zoals de mens maar ook planten) uit te lezen. Het zou dan gaan om zo’n 1,5 miljoen levensvormen. Op het ogenblik is nog maar van 0,2% van de bekende eukaryoten het genoom bekend. Lees verder

Op sommige punten zit DNA in de knoop: i-motif

i-motif, DNA in de knoop

Een kunstenaarsimpressie van de antilichaamachtige moleculen (de Y’s) waarmee de i-motifstructuur in levende cellen werd aangetoond (afb: Chris Hammang)

DNA schijnt niet uitsluitend als dubbele wenteltrap in de kern te zijn opgesloten maar ook in een soort knoopstructuur, zo ontdekten Australische onderzoekers met behulp van brokstukken van antilichamen. Dat i-motif (vrij naar Apple?) is nooit eerder in levende cellen waargenomen. Er was al bekend dat korte stukjes DNA een andere vorm hebben, tenminste in het lab. Onderzoekers denken dat die afwijkende vorm een belangrijke rol spelen bij het aflezen van de DNA . Lees verder

‘Troep-DNA’ houdt ons genoom bij elkaar

Niet-coderend DNA

Niet-coderend DNA is niet bepaald nutteloos

Ooit werd het troep (‘junk’) genoemd, dat deel van het menselijk DNA dat niet codeert voor eiwitten (zo’n 98%), maar zo langzamerhand komen wetenschappers er achter dat het allemaal wat ingewikkelder in elkaar zit. Nu denken onderzoekers van de universiteit van Michigan (VS) ontdekt te hebben dat die ‘troep’ een belangrijke functie heeft in het bij elkaar houden van het genoom. Onder andere, voeg ik daar dan op eigen ‘gezag’ aan toe. Lees verder

Rapamycine corrigeert genetische afwijkingen bij gistcellen

Rapamycine als corrector van genetische mutaties (?)

Sommige mutaties die bij splijtingsgist leiden tot een afwijkende celgroei en -deling (l) werden gecorrigeerd na toevoeging van rapamycine (r) (afb: OIST)

Onderzoekers van de universiteit van Okinawa (Jap) hebben met behulp van het bacterieproduct rapamycine gistcellen met genetische afwijkingen weer normaal laten functioneren. De Japanse onderzoekers verwachten dat rapamycine, gebruikt als afweeronderdrukker na transplantaties, ook iets zal kunnen betekenen voor het behandelen van genetische afwijkingen bij mensen.

De onderzoekers deden hun proeven met zogeheten splijtingsgist (Schizosaccharomyces pombe) dat, onder meer, wordt gebruikt bij het brouwen van (Afrikaans) bier. Rapamycine, in Nederland bekend onder de naam sirolimus, wordt ook gebruikt als kankermedicijn. Het bacterieproduct trok de aandacht omdat het in staat bleek de levensduur van muizencellen te verlengen.
“Dit is het eerste systematische onderzoek naar mutaties die zijn te ‘genezen’ met rapamycine”, zegt onderzoeker Mitsuhiro Yanagida. “We wisten dat chromosoomafwijkingen bij gist te genezen zijn met hetzelfde middel. Nu hebben Kenichi Sajiki en medeonderzoekers meer dan twaalf andere genetische afwijkingen bij gist ontdekt die daar ook mee zijn te genezen.”

Celdeling

Rapamycine remt de celgroei en -deling door de functie van het enzym TOR-kinase te regelen. Dat eiwit is een signaalstof die de cel informatie verschaft over de voedselsituatie.
Ze veranderden het DNA van de splijtingsgistcellen zo, dat ze allemaal een specifieke mutatie hadden die leiden tot problemen met de celdeling bij een temperatuur van 36°C. Ze probeerden meer dan duizend mutaties uit, waarvan er 45 te ‘redden’ waren door rapamycine. Door toevoeging van dat eiwit verliep de celdeling weer normaal.

Uit een analyse van de genetische afwijkingen van de geredde gistcellen kon worden afgeleid dat twaalf genen een rol spelen bij de temperatuureffecten. Daarmee wisten de onderzoekers waar ze moesten zoeken naar de genezende eigenschappen van het middel.
De twaalf genen behoren tot vier functionele groepen. Een van die genen codeert voor een stressgeactiveerde kinase (SAPK). In gemuteerde vorm zorgt SAPK voor een afwijkende celgroei en -deling. Als dan rapamycine wordt toegevoegd dan herstelde die zich weer tot normaal.
In feite maskeert rapamycine het afwijkende gedrag van SAPK en zorgt voor een delicaat evenwicht tussen SAPK en TOR-kinase. Andere genen die in gemuteerde vorm door rapamycine worden gecorrigeerd coderen voor eiwitten die te maken hebben met de uitwisseling van chemicaliën tussen cellen en met de chromatinestructuur, het ‘ingepakte’ DNA van een cel. De onderzoekers denken dat als rapamycine de normale celgroei en -deling (ook wel proliferatie genoemd) bij gistcellen met afwijkend DNA kan herstellen tot normaal, dat bij de mens misschien ook zou kunnen werken.

Bron: EurekAlert

DNA-achtige moleculen verleiden enzymen tot binding

SYnthetische DNA-achtige moleculen aantrekkelijker voor enzymen dan echte DNA

Links de synthetische foldameren en rechts het DNA (afb: Ivan Huc)

Vorig jaar hebben onderzoekers al bewezen dat DNA met niet-natuurlijke nucleotiden (bouwstenen) simpelweg door de ‘natuur’ wordt geaccepteerd. Nu blijken niet-natuurlijke, DNA-achtige moleculen ook de activiteit van (natuurlijke) enzymen te kunnen beïnvloeden.
Lees verder

De 200 mutaties van niet-coderend DNA die er toe doen

OperatiekamerVoor lezers van dit blog mag bekend worden verondersteld dat ze weten dat het overgrote deel van het genoom bestaat uit niet-coderend DNA (nc-DNA). Het coderende deel, de genen, maken maar 2% uit van ons erfgoed. Het overgrote deel van de mutaties die worden geassocieerd met kanker komen uit dit niet-coderende deel. Het lijkt er op dat lang niet al die mutaties van belang zijn. Onderzoekers hebben nu een 200-tal nc-mutaties aangemerkt die er daadwerkelijk toe zouden doen.
Lees verder

Geprogrammeerd DNA levert (kanker)medicijn af

DNA-circuits te programmeren voor genregulering maar ook voor aanmaak biobrandstoffen

De twee Chens in het lab (geen familie, dus) (afb: univ. van Delaware)

Onderzoekers hebben strengen DNA zo geprogrammeerd dat ze eiwitten afleverden aan cellen om genen in en uit te schakelen. Een van die methoden die worden bedacht om heel gericht zieke cellen aan te pakken, maar deze DNA-circuits hoeven zich niet te beperken tot biomedische toepassingen. Lees verder

Misvormde pootjes door andere informatieverwerking genen

Sonic hedgehogeiwit

Het geluidsegeleiwit (Sonic hedgehog) (afb: WikiMedia Commons)

Het lijkt er op dat niet zozeer de genetische informatie op zich, maar de manier hoe die informatie verwerkt wordt kan leiden tot een verandering van fysieke kenmerken. Onderzoekers in Japan vonden dat een verandering in het nietcoderend deel van DNA van muizen leidt tot tot een aanzienlijke verandering van hun pootjes. De onderzoekers hebben het over hamertenen, maar de voetzolen van de hamerteenmuisjes zien er vrij ongestructureerd uit. Ze denken dat deze mutaties in het nietcoderende deel van genen een rol kunnen hebben gespeeld bij de evolutie. Lees verder