Een E. coli met een geheel synthetisch genoom

Bacterie met synthetisch DNA

Bacterie, model E. coli, met synthetisch DNA (afb: univ. van Cambridge)

Het is natuurlijk al eerder gebeurd dat bacteriële genomen in het lab zijn ‘opgebouwd’ en niet in/door het beestje zelf, maar de New York Times (of althans scribent Carl Zimmer) denkt dat wat onderzoekers van de universiteit van Cambridge hebben klaargespeeld een (nieuwe) mijlpaal is in de ontwikkeling van de synthetische biologie (na mijlpalen als de herprogrammering van rijpe cellen tot stamcellen en de CRISPR-methode). Het synthetisch opgebouwde genoom van de Escherichia coli-bacterie is vier keer langer en veel complexer dan van een natuurlijke E. coli..
De bacteriën met het synthetische genoom leven, maar hebben een vreemde vorm en reproduceren erg langzaam (dat zal wel daar dat ongewoon lange genoom komen, denk ik dan; as). Dit onderzoek zou kunnen leiden tot, bijvoorbeeld, medicijnproducerende bacteriën, maar zou ook licht kunnen werpen op de ontwikkeling van de genetische code in de loop van de geschiedenis van het leven. Volgens synthetisch bioloog Tom Ellis van het Imperial College in Londen, die niks met het onderzoek te maken had, is dit inderdaad een mijlpaal. “Niemand heeft dit eerder gedaan als je praat over grootte en aantal veranderingen.”
Negen jaar geleden bouwden onderzoekers een synthetisch genoom dat eenmiljoen baseparen (DNA-letters) lang was. Het nieuwe genoom is vier keer zo lang en opgebouwd met behulp van nieuwe technieken onder leiding van Jason Chin.
Drie opeenvolgende DNA-letters (A, C, G, of T) coderen voor een van de twintig verschillende aminozuren waaruit eiwitten zijn opgebouwd. Je kunt met die vier letters 64 tripletten (of codons) maken. Dat betekent dat er verschillende codons zijn voor een bepaald aminozuur.

Een van de vragen die Chin zich stelt is: Vanwaar die overdaad? Dat deed hem besluiten zelf een ‘versimpeld’ genoom te bouwen.
In de natuur coderen zes codons voor het aminozuur serine. In Chins genoom gebruikte hij er maar vier. Er zijn drie zogeheten stopcodons. In het synhtetische genoom worden er maar twee gebruikt. In feite hebben de onderzoekers het E. coli-genoom doorgevlooid met een zoek&vervang-opdracht. We praten dan over 18 000 locaties op het bacterie-DNA.

Binnensmokkelen

Een genoom bouwen is een ding, maar hoe smokkel je dat een bacteriecel binnen? Het genoom was veel te lang om het in een keer in de cel te proppen, dus werd het genoom bij stukjes en beetjes naar binnen geloodst en het oude verwijderd.
De bacterie overleed daar niet aan tot grote opluchting van de onderzoekers. Het beestje bleef leven en werd langer dan de gewone bacterie. Chin wil nog meer codons verwijderen en kijken hoe ver hij kan gaan voor het leven er de brui aan geeft….

Bron: New York Times

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

Nanodeeltjes vermomd als cellen als ‘hulp in de huishouding’

Nanosponsjes als antibioticum (?)

Nanosponsje kan veel gifstoffen neutraliseren en/of absorberen (afb: Zhang Lab)

Het lichaam, dat conglomeraat van biljoenen cellen zit over het algemeen goed in elkaar. Het heeft een vernuftig afweersysteem, maar dat is niet onfeilbaar. Er wordt op grote schaal onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van nanodeeltjes, al of niet vermomd als cellen, om als ‘hulp in de huishouding’ allerlei hand- en spandiensten te laten doen in het lichaam waar dat het even laat afweten. Dat kan zijn als bezorger van medicijnen te bestemder plek, maar ook om gif te verwijderen of om beschadigd weefsel te herstellen. Lees verder

“Synthetische biologie een onderschatte dreiging milieu”

CRISPR en de lussen van DNA

Is de CRISPR/Cas9-schaar een zegen of een vloek?

Genetische gemanipuleerde dieren, de ontdooiing van de ‘eeuwig’ bevroren gronden en de averechtse effecten van klimaatmaatregelen zijn volgens de Unep, de milieuorganisatie van de VN, onderschatte bedreigingen van het milieu, die ons op den duur zullen opbreken. Lees verder

‘Troep’ in DNA zou schimmels helpen overleven

Gistcellen

Gistcellen (afb: Science)

Zoals bekend is het overgrote deel (98%) van DNA ‘troep’, ‘rotzooi’. Zo werd het aanvankelijk aangeduid, omdat dat niet-coderende DNA, zoals het tegenwoordig wat netter heet, niet codeert voor eiwitten. Nu denken onderzoekers gevonden te hebben dat bepaalde niet-coderende delen van een gen, de introns (onderbrekende stukjes), de cellen helpen te overleven in zware tijden. Bij gistcellen althans. Lees verder

CRISPR ingezet om nieuwe antibiotica te ontwikkelen

Conjugatie

Conjugatie (afb: WikiMedia Commons)

Door een al te overvloedig gebruik van antibiotica zijn diverse bacteriestammen ongevoelig geworden voor die bacteriedoders. Er wordt tegenwoordig, vooral in de VS, al gesproken van een ‘antibioticacrisis’. Onderzoekers hebben de genschaar CRISPR/Cas9 aangepast om uit te zoeken welke genen door antibiotica als doelwit dienen. Met die kennis zouden nieuwe antibiotica kunnen worden ontwikkeld waar bacteriën vooralsnog geen verweer tegen hebben. Ze noemden het aangepaste systeem mobile-CRISPRi (met de i van interferentie). Lees verder

Virus in de strijd geworpen tegen kanker

Kankercellen (darmen) plus 'misleide' steuncellen

Kankercellen in de darmen (blauw) omringd door ‘misleide’ bindweefselcellen die de kankercellen beschermen tegen het afweersysteem (afb: Human Protein Atlas)

Onderzoekers van de universiteit van Oxford hebben een virus ‘uitgerust’ met een eiwit dat niet alleen kankercellen doodt, maar ook de naburige cellen die door de kankercellen zijn ‘misleid’ om de tumor te beschermen tegen het afweersysteem. Dat laatste zou niet eerder vertoond zijn. Lees verder

Synthetische antilichamen beschermen (mogelijk) tegen ebolavirus

Zo dringt het ebolavirus de cel binnen

Zo dringt het ebolavirus de cel binnen (afb: Albert Einstein College)

Onderzoekers van het Amerikaanse Wistarinstituut hebben monoklonale antilichamen ontwikkeld die in preklinisch onderzoek (proeven met muizen) effectief bleken te zijn tegen het Zaïre-ebolavirus , een variant van het ebolavirus. Het opmerkelijk van hun aanpak is dat de onderzoekers een methode hebben gevonden om het lichaam dat antilichaam zelf te laten aanmaken. Dat scheelt een hoop in de kosten…. Lees verder

Zikavaccin wellicht werkzaam tegen hersenkanker

Zikavirus

Het zikavirus in beeld

Het lijkt er op dat een vaccin dat ontwikkeld is voor de bestrijding van het zikavirus ook bruikbaar is voor het doden van glioblastoom-stamcellen (een dodelijke en onbehandelbare hersenkanker). Het ging daarbij om proeven met muisjes die met menselijke hersenkankercellen waren opgezadeld en een verzwakte vorm van het dodelijke zikavirus. Lees verder

Protocellen gemaakt die in water dansen

Kunstmatige cel die danst

De dansende protocel (afb: Stephen Mann)

Het is een beginnetje. Onderzoekers van de universiteit van Bristol (GB) hebben kunstmatige (proto)cellen gemaakt die, afhankelijk van de chemische activiteit in de cel, in water (of een andere vloeistof) kunnen stijgen of dalen. “Ons doel is nieuwe protobiologische systemen te ontwikkelen op microschaal met ‘levensechte’ eigenschappen”, zegt onderzoeker Stephen Mann. Lees verder