Organisatie DNA in de kern is een zootje

De organisatie van DNA/chromatine

Op het achterste plaatje zijn de chromatinedraden te zien (zwart). Het voorste plaatje geeft de pakkingsdichtheid aan: rood voor dichte pakking tot blauw voor minste pakkingsdichtheid (afb: Salk-instituut)

Veel zaken rond het systeem dat we leven noemen zijn (ons mensen) duister. Neem nou de organisatie van DNA in de kern van een cel. Volgens de leerboeken zit dat superlange molecuul, keurig ingepakt in histonen, netjes geordend in de kern, als een soort parelketting die steeds dikkere ‘draden’ vormt. Nu zijn onderzoekers er voor het eerst in geslaagd de organisatie van het chromatine (DNA plus omringende histonen) te bekijken. De leerboeken moeten herzien worden. De organisatie ziet er op het eerste gezicht erg chaotisch uit: een ordeloze kluwen, zo lijkt het. Waarschijnlijk is die ‘ordeloosheid’ een georganiseerde chaos.  Lees verder

Viruseiwit voorkomt dat gastheercel alarm slaat

Een adenovirus

Een adenovirus heeft wel iets weg van een kunstmaantje (afb: Wiki Commons)

Virussen hebben diverse technieken om te voorkomen dat de gastheercel die het is binnengedrongen alarm slaat en het afweersysteem aan de slag gaat. Onderzoekers van het kinderziekenhuis in Philadelphia en van de universiteit van Pennsylvania (beide in de VS) hebben een nog niet eerder ontdekt mechanisme waargenomen waarmee virussen voorkomen dat het afweersysteem in actie komt. Het viruseiwit VII voorkomt dat een signaalstof in de celkern zijn alarmerende werk kan doen. Lees verder

Stamcellen door tijdelijke blokkering gen in epiblastcellen

Muizenstamcellen verkregen mbv MM-401

Boven de epiblastcellen, onder de gevormde stamcellen na behandeling met MM-401 (afb: univ. van Michigan)

Met een stof, voorlopig MM-401 gedoopt, die het ‘genetische geheugen’ van een cel wist zouden enigszins gerijpte cellen eenvoudigweg kunnen worden omgetoverd in de zo fel begeerde embryonale stamcellen, zo lijken onderzoekers van de universiteit van Michigan gevonden te hebben. Bij muizen, dan. Nu maar afwachten of we niet weer te maken hebben met in sprookje, zoals in het begin van 2104, toen Haruko Obokata alleen een zuur badje nodig had om stamcellen te maken. Ik vraag me overigens af of deze methode echt een alternatief is/kan/worden voor de genetische methode van Takahashi en Yamanaka die uitgaat van volledige gerijpte cellen. Lees verder

Epigenetica bepaalt ‘kaste’ mieren

Werkmier en soldaat

Genetisch zijn de werkmier en de soldaat gelijk (afb: univ. van Pennsylvania)

Soldaten zijn bij mieren groot en agressief, daarentegen zijn de arbeidzame werkmieren maar miezertjes. Dat gedrag ligt niet aan de genen, want die zijn voor beide ‘kasten’ dezelfde. Het verschil, en dat is aanzienlijk, wordt niet door de genen bepaald maar door de epigentica: welke genen zijn aan- en welke uitgeschakeld. Onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Pennsylvania, zijn er door draaien aan die epigenetische ‘schakelaars’ in geslaagd het gedrag van de ijverige werkmieren en van de wat ‘slome’ heroïsche soldaten te veranderen. Lees verder

Een tweede laag in de epigentica ontdekt (?)

C-methylering van DNA

Methylering van de C dempt de activiteit van genen

Genetica, erfelijkheidsleer, is ons bekend, tenminste het begrip genetica, maar er is ook zo iets als epigenetica. Dat zou je de tweede laag van de genetica kunnen noemen. Daar wordt de activiteit van de genen in het DNA geregeld. Daar schijnt nu een derde (?) laag aan te moeten worden toegevoegd (of is het een variatie op de tweede laag?).  In ieder geval is het model van de genetica weer een stukje ingewikkelder geworden, als het klopt wat de onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Cambridge hebben gevonden. Lees verder

Waarom sommige genen erg actief zijn

DNA

Het genoom plus ‘verpakking’ vormen samen het chromatine

DNA zit met zijn bijna 2 m lengte opgepropt in een kern met een afmeting van 0,01 mm. Om het molecuul zit nog eens een verpakking van eiwitten (histonen). Die histonen zijn de bouwstenen van de verpakking en worden nucleosomen genoemd. Die verpakking beschermt het DNA, maar maakt het molecuul ook onafleesbaar en zoals we allemaal van de middelbare school weten moet DNA kunnen worden afgelezen om eiwitten te kunnen aanmaken in de ribosomen. Er moet dus iets gebeuren om een stukje DNA ‘bloot’ te leggen. Hoe cellen het fiksen om het juiste stukje DNA, waarvan het begin wordt aangegeven door een promotor (een stukje DNA), af te lezen is nauwelijks bekend. Zwitserse onderzoekers ontdekten dat de promotors konden worden onderscheiden in twee soorten, afhankelijk van de nucleosoomstabiliteit. Als de aanpalende nucelosomen instabiel waren, dan bleken de daarbij behorende genen akelig actief te zijn zoals die welke betrokken zijn bij celgroei en -deling. Stabiele nucleosomen schermen genen af die minder actief zijn.   Lees verder

Totipotente stamcellen van muizen geproduceerd (?)

Chromatine

Chromatine is de dicht gepakte structuur van DNA en histonen (gekleurd) in de celkern

Een Japans/Frans/ Duitse onderzoeksgroep zou voor het eerst muizencellen hebben geproduceerd die veel weg hebben van totipotente (alleskunnende) stamcellen (in het verslag in Nature wordt gesproken over de fase dat de embryo uit 2 cellen bestaat: 2C-cellen). Totipotente stamcellen zijn in staat een meercellig organisme te vormen maar ook de daarvoor nodige ‘infrastructuur’ als moederkoek en navelstreng. Al enige jaren is het mogelijk om uitgaande van volwassen cellen als huidcellen pluripotente (veelkunnende) stamcellen te maken, die zich in principe kunnen ontwikkelen tot elke type cel in het bijbehorende meercellig organisme (zoals de mens). Of die 2C-stamcellen zich ook kunnen ontwikkelen tot volwaardig organisme is (mij) niet bekend.
Lees verder

Alternatief DNA-reparatiesysteem ontdekt

Lus in DNA met breuk

Zo zou een lus in het DNA er ongeveer uit zien. De breuk zit bij de rode pijl (afb: Nadezjda Gerasimova et al)

In het DNA liggen de codes voor eiwitten vast en daarmee het voortbestaan van een ingewikkeld systeem dat leven heet. Er gaat wel eens wat fout met dat DNA en er is voorzien in een reparatiesysteem om dat beschadigde DNA te herstellen. Dat enorme molecuul is echter voor een belangrijk deel ‘ingepakt’ in eiwitten die histonen worden genoemd, tezamen het chromatine genoemd, die die reparatie zouden (kunnen) bemoeilijken. Russische onderzoekers schijnen een mechanisme te hebben ontdekt, dat de cel in staat stelt ook die schade te repareren.
Lees verder

Onderzoekers krijgen greep op het epigenoom

Charles Gerlach beïnvloedt epigenoom

Charles Gersbach van de Duke-universiteit

Onderzoekers van de Amerikaanse Duke-universiteit rond Charles Gersbach hebben een methode ontwikkeld voor het aan- en uitzetten van genen. Dat ingrediënt, een eiwit, verandert de histonen. Histonen zijn dan weer eiwitten die dienen als ‘verpakking’ van DNA, die een rol spelen in het (de)activeren van genen. Lees verder

DNA niet het hele ‘draaiboek’

DNA in chromatineverpakking

Histonen maken deel uit van de chromatineverpakking rond het DNA

Iemands eigenschappen en kenmerken zouden niet alleen bepaald worden door ons DNA, maar ook door de zogeheten histonen, de ‘verpakking’ van het levensmolecuul, zo denken onderzoekers van de universiteit van Edinburgh. Histonen spelen een rol bij het aan- en afschakelen van genen. Overigens hebben Groningers al eerder bij het plantje zandraket aangetoond dat epigentica overerfelijk is.  Lees verder