Eerste ‘robot’ met een stofwisseling gemaakt

DNA-'robotjes' met 'stofwisseling'

De ‘stofwisseling’ (afbreken en opbouwen) die wordt gecreëerd in een microvloeistofsysteem met obstakels (C) (afb: Cornell-univ.)

Het is wat je robots noemt. Uitgaande van DNA hebben onderzoekers van het Amerikaanse Cornell-universiteit nano-botjes met een ‘stofwisseling’ gemaakt, die die zich kunnen verplaatsen en wellicht ook kunnen evolueren via genetische mutaties. Het lijkt heel in de verte op iets wat in werkelijkheid al bestaat: leven.
Lees verder

Geen 1-aprilgrap: bacteriegenoom uit de computer

Caulobacter crescentus

Caulobacter crescentus

Ik ga er maar even van uit dat een serieus Duits blad als bdw geen grappen maakt (ik heb er tenminste nooit een in gelezen de afgelopen 20, 25 jaar). Dit nieuws zat er natuurlijk aan te komen. Al eerder is een bacteriegenoom, met wat ‘versierselen’, in zijn geheel gesynthetiseerd, maar toen ging het om een (lichte afwijking van een) bestaand bacteriegenoom. Nu hebben onderzoekers een bacteriegenoom drastisch ingekort en aangepast. Het grootste deel van de genen werkt. Wat nu, Pietje Cru? Lees verder

Hoe weten cellen wat ze moeten worden?

Fruitvliegjes

Fruitvliegjes

In 1891 sneed de Duitse bioloog Hans Driesch een tweecellige embryo van een zee-egel in tweeën. Elke halve embryo ontwikkelde zich weer tot een volledig larve, zij het wat kleiner dan normaal. Kennelijk weten de cellen wat ze moeten doen om tot een volledig exemplaar uit te groeien, maar hoe flikken ze ‘m dat? In die fase was de blauwdruk kennelijk nog niet gemaakt. Driesch is er niet uit gekomen en heeft de wetenschap in zijn frustratie gelaten voor wat die was, maar onderzoekers proberen er nu toch een vinger achter te krijgen. Het is nog steeds veel gissen en nog meer missen. Lees verder

Niet-coderend DNA kan zich snel omvormen tot gen

Niet-coderend DNA

Niet-coderend DNA is niet bepaald nutteloos

Het zit goed in elkaar en het zit vrij ingewikkeld in elkaar dat ‘per-ongelukke’ systeem dat leven heet (ik kan het niet vaak genoeg zeggen). Het lijkt er op dat de ideeën over de manier waarop levende organismen nieuwe eiwitten gaan aanmaken enigszins herzien moeten worden. Uit bestudering van het erfelijk materiaal van rijstplanten bleek dat niet-coderend DNA zich (relatief) snel kan omvormen tot coderend DNA (en dus tot genen). Lees verder

Suiker in DNA-bouwstenen zou spontaan in ruimte ontstaan

De gaswolk Arendnevel

De Arendnevel ligt zo’n 6500 lichtjaar van ons vandaan en zou een ‘geboorteplaats’ kunnen zijn van 2-desoxyribose. (afb: ESA)

2-desoxyribose is een suiker en onderdeel van de bouwstenen van DNA en verantwoordelijk voor de D in DNA. Onderzoekers ontdekten dat onder omstandigheden die heersen bij het ontstaan van nieuwe sterren spontaan 2-desoxyribose ontstaat. Lees verder

RNA kan uit eenvoudige verbindingen zijn ontstaan

Vroege aardeLeven is een eigenaardig fenomeen. We doen of het normaal is, maar dat is het natuurlijk allesbehalve. Nog nooit heeft iemand een afdoende definitie voor leven kunnen verzinnen en hoe dat voor ons zo ‘normale’ ontstaan is, is nog steeds een volstrekt raadsel. Er zijn theorieën te over, waarbij de RNA-wereld (alles is begonnen met het ontstaan van RNA) op het ogenblik de populairste, maar ja, RNA is geen simpel stofje. Nu schijnen onderzoekers Thomas Carell een manier gevonden te hebben waarbij de vier bouwstenen van RNA kunnen worden gevormd uit eenvoudige uitgangsstoffen. Lees verder

Onderzoekers ‘bouwen’ iets wat op een cel lijkt

Kunstmatige cel

Kunstmatige cel met actinedraden en organel (hetgroen) waar de benodigde energie (ATP) vandaan komt (afb: Harvard)

In synthetische biologie kun je de materie van bovenaf of van onderaf benaderen. De eerste methode is een levende cel te nemen en daar wat aan te veranderen, de tweede om van de bodem af aan iets te construeren dat lijkt op een cel. Dat hebben onderzoekers van de Harvard- (VS) en de Sogang-universiteit (Zd-Kor) gedaan. Ze bouwden een celachtige structuur die met behulp van fotosynthese allerlei celachtige activiteiten ontplooide zoals stofwisseling en de vorming van een celskelet. Er zijn eerder kunstmatige cellen gemaakt, maar die waren erg eenvoudig. Deze kunstmatige cel is wat complexer en wellicht een opmaat naar een volledig functionele cel (en daarmee kunstmatig leven?). Lees verder

Hoe zou het leven er uit zien als er meer mogelijk was?

Floyd Romesberg en synthetisch leven met meer mogelijkheden

Floyd Romesberg (afb: Scrippsinstituut)

Het systeem dat leven heet is karig omgegaan met de mogelijkheden. Onze (genetische) informatie is opgeslagen in een molecuul dat opgebouwd is uit slechts vier verschillende bouwstenen en het aantal aminozuren dat levende systemen gebruiken om eiwitten mee te maken is beperkt tot 20 (of hooguit 22). De vraag is al vaker gesteld: is dat resultaat het maximaal haalbare of het gevolg van een vrij toevallige samenloop? Zou met zes bases (de DNA-bouwstenen) niet meer mogelijk zijn of met meer eiwitten (de ‘werkpaarden; van het leven)? Dan moet je je meteen realiseren dat met meer bases ook meer fouten (mutaties) zullen ontstaan. Bij twee bases is de replicatie van DNA (verdubbeling bij celdeling) nagenoeg foutloos. En wat leveren die extra aminozuren aan extra’s op? Is wat we nu kennen als leven niet welhaast perfect? Niet meer aan knoeien, dus? Vooralsnog wordt er vooral veel gespeculeerd. Lees verder

Begon het leven toch niet in een RNA-wereld?

Charles Carter en de oorsprong van het leven

Charles Carter: …een RNA/peptide-wereld…?

Zo’n viermiljard jaar geleden zouden de eerste voorlopers van wat we nu biomoleculen noemen zijn opgedoken in de aardse oersoep. Hoe die eruit zagen is een nog immer voortwoekerende discussie, maar wetenschappers vinden dat die moleculen op zijn minst twee belangrijke eigenschappen moesten hebben: ze moesten informatie kunnen opslaan en ze moesten reacties kunnen katalyseren. In de moderne cel worden die functies achtereenvolgens uitgevoerd door DNA en de eiwitten, maar in die oertijden zou RNA die hebben gecombineerd. De theorie van de RNA-wereld werd al in de jaren 60 ontwikkeld  en krijgt ook de meeste wetenschappelijke steun, maar recente artikelen in Biosystems en Molecular Biology and Evolution zaaien weer twijfel over de houdbaarheid van die verklaring van het ontstaan van leven. Lees verder

Heeft het element boor ons het leven ‘geschonken’?

Sporen op Mars

Boorsporen op Mars zouden kunnen wijzen op het ontstaan van leven op die planeet

Over hoe en waar het leven is ontstaan wordt ontzettend veel gespeculeerd, vooralsnog zonder al te veel resultaat. Nu wordt er een nieuw balletje opgegooid: het leven zou op Mars (kunnen) zijn ontstaan en het element boor zou daarbij een cruciale rol hebben gespeeld. Lees verder