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

En daar is ie weer, die mammoet (5)

George Church, de 'aartsvader' van de synthetische biologie

George Church, de ‘aartsvader’ van de synthetische biologie (afb: Harvard)

Er is de laatste jaren al vaak gespeculeerd over het tot leven wekken van de mammoet, maar nu schijnt de bekende synbioloog George Church daar toch echt werk van te maken. Hij wil in ieder geval een dier ‘verwekken’ dat trekken van de vierduizend jaar geleden uitgestorven wolharige mammoet heeft. Een echte mammoet zal het nog niet zijn. Church: “Het hybride embryo zal eigenlijk een Afrikaanse olifant met enkele mammoetkenmerken. We zijn er nu nog niet, maar binnen enkele jaren kan het zover zijn.” Lees verder

Op zoek naar het oermolecuul van het leven

Ontstaan van het leven

Hoe is het leven ontstaan? Spontaan in een oeroceaan, voordat er cellen waren? (afb: Luigi Luisi/Molecular Systems Biology)

Het blijft intrigeren en het probleem is nog steeds niet opgelost (als dat al ooit gebeurt): Hoe is het leven ontstaan? We hebben het daar in dit blog al vaker over gehad. De vraag zou je kunnen ‘versimpelen’ tot: Welk oermolecuul heeft het startsein gegeven voor het fenomeen dat we nu leven noemen. Zelfkopiëring/zelfreplicatie wordt daarbij als belangrijke eigenschap van dat oermolecuul gezien. RNA heeft momenteel de beste papieren en/of de meeste aanhangers. Nu hebben onderzoekers ontdekt dat RNA veel flexibeler is om zichzelf te herkennen dan voorheen gedacht. Dat idee zou het beeld van hoe we denken over de scheikunde achter het begin van leven wel eens kunnen veranderen, maar of we daar wat mee opschieten?. Lees verder

Je kan je genetische voorlopers aardig berekenen

Terugrekenen naar oude genomen

Terugrekenen naar oude genomen van 3,5 miljard (?) jaar geleden (afb: Georgia Tech)

Als je wilt weten van welke genetische voorlopers je of een muis, hagedis afkomstig bent/is, dan zou je dat met behulp van een computer en heel wat aannames miljoenen jaren kunnen terugrekenen. Dat heet voorouderlijke sequentie- of DNA-reconstructie. De vraag is natuurlijk of dat een leuk tijdverdrijf is of echte wetenschap. Onze voorlopers zijn er niet meer om de uitkomsten te controleren. Onderzoekers van het technologisch instituut van de Amerikaanse staat Georgia hebben nu aan de hand van een snelle evolutie bij micro-organismen vastgesteld dat die terugrekenalgoritmes prima werk afleveren. Lees verder

De RNA-wereld lijkt weer een stukje waarschijnlijker

RNA-replicatie

Zo zou RNA-replicatie er uit kunnen zien

Onderzoekers zijn nog steeds op zoek naar de manier waarop leven is ontstaan. Als je nu naar de moleculaire samenstelling van een cel kijkt, het basiselement van een levend organisme, dan zie je een vreselijk ingewikkeld systeem. Hoe is dat begonnen? Een veel aangehangen idee is dat het met RNA begonnen, het ‘zuster’molecuul van DNA: de RNA-wereld. In die wereld had het RNA, onder meer, ook de pet op die DNA nu op heeft: de opslag van informatie. In die puzzel ontbrak nog wel het een en ander. Het lijkt er op dat er nu een belangrijk ontbrekend puzzelstuk is gevonden: de manier waarop RNA bijna alle RNA-moleculen kan produceren (behalve zichzelf). Lees verder

‘Spiegelmolecuul’ in de ruimte ontdekt

optische isomeren, chiraliteit

Optische isomeren zijn spiegelbeeld van elkaar net als de linker- en rechterhand

Astronomen hebben in de buurt van het centrum van de Melkweg een bijzonder organisch molecuul ontdekt, een zogeheten ‘spiegelmolecuul’. Nogal wat organische moleculen hebben een spiegelbeeldige tweeling-/meerlingfamilielid met dezelfde chemische structuur, de zogeheten ennatiomeren, spiegelisomeren of optische isomeren.  Het gaat om propeenoxide. Tot nu toe is niet eerder propeenoxide in de ruimte aangetroffen. De ontdekking roept bij wetenschappers meteen weer de vraag op hoe leven op aarde ontstaan is en welke rol optisch actieve verbindingen uit de ruimte daarbij een rol hebben gespeeld. Lees verder