Zoogdiercellen gebruikt voor ‘DNA-computer’

DNA-recombinase

DNA-recombinases herkennen ‘hun’ stukje DNA, knippen dat er uit en hechten de ‘wond’ weer

DNA intrigeert, ook de computerbouwers zijn geïnteresseerd. DNA zou het perfecte materiaal zijn om langdurig veel gegevens op te slaan, maar met DNA zou ook te rekenen zijn. Nu schijnen onderzoekers zoogdiercellen genetisch te hebben aangepast met als doel het DNA complexe taken te laten uitvoeren. Let wel: die uiterst competente ‘DNA-computer’ is er nog niet. Hun ‘DNA-computer’ kan wel Booleaanse operaties uitvoeren, maar ze denken hun nieuwe programmeringstechnieken toch vooral te gebruiken voor de verbetering van behandelmethoden: van kankertherapieën tot het aanmaken van nieuwe weefsel. Lees verder

Genexpressie resultaat voortdurende dialoog in cel

Ccr4-Not regelt genexpressie en nog veel meer

Het Ccr4-Not-complex regelt veel zaken van levensbelang voor de cel (afb: John Reese/PennState)

Het kan natuurlijk ook niet anders. Op de een of andere manier moet de informatie dat er een tekort aan een bepaald eiwit inde cel is worden doorgegeven aan de celkern, waar het desbetreffende gen wordt geactiveerd. Zwitserse en Duitse onderzoekers hebben nu uitgevogeld dat er een voortdurende discours is tussen de kern met het DNA-molecuul en het cytoplasma ( de rest van de cel). In die dialoog speelt het eiwitcomplex  Ccr4-Not een wezenlijke rol. Lees verder

Eiwitcomplex helpt bij chromosoomvorming

Condensine helpt bij chromosoomvorming

Een eiwitcomplex (condensine) ‘herkent’ ontwonden DNA en herstelt de dubbele helixstructuur. Dat schijnt wezenlijk te zijn voor de chromosoomvorming (afb: Takashi Sutani)

Het DNA in onze cellen is op gedeeld in chromosomen. Mensen en andere zoogdieren hebben daar paren van: het ene deel krijgen we van onze moeder het andere van onze vader. Een mens heeft 23 paren (dus 46 chromosomen), waarbij de man is ‘behept’ met een Y-chromosoom tegenover een X-chromosoom. Hoe chromosomen ontstaan schijnt nauwelijks onderzocht te zijn.  Onderzoekers van de universiteit van Tokio zijn dat proces eens gaan bestuderen. Het blijkt dat een eiwitcomplex (condensine) een actieve rol speelt bij de chromosoomvorming. Een tipje van de sluier. Lees verder

Het is gezellig druk in de cel en dat is nu ook meetbaar

druktesensor Groningen

De Groninger druktemeter (afb: RUG)

Onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen hebben een moleculaire sensor ontwikkeld waarmee ze ‘drukte’ in een cel kunnen meten die veroorzaakt wordt door de aanwezigheid van grote moleculen. Met de sensor, een V-vormig kunstmatig eiwit, is het mogelijk de concentratie van dit soort moleculen in zowel eukaryote als prokaryote cellen te meten.  Lees verder

Met fluorescentie de transcriptie van DNA volgen

Fluorescente in-situ-hybridisering

De FISH-techniek werd al in de jaren ’80 ontwikkeld om genen op chromosomen te detecteren (afb: Wiki Commons)

Onderzoekers van de universiteit van Montréal (Can) hebben een methode ontwikkeld om het transcriptieproces in cellen (het afschrijven van DNA op boodschapper-RNA) ‘zichtbaar’ te maken. De technologie, cytometrie, is al oud (van 1934) en wordt gebruikt voor het tellen van cellen in, bijvoorbeeld, bloed. Die techniek heeft zich inmiddels ontwikkeld tot een middel om eigenschappen van cellen te analyseren en nu kennelijk dus ook de transcriptie. Lees verder

Synthetische bouwstenen transcriptieproces gemaakt

Kunstmatige transcriptiefactor

Links de kunstmatige transcriptiefactor (op goudbolletje) vergeleken met de natuurlijke. Rechts het binnendringen van de kunstmatige TF in de celkern (afb: ACS Nano)

Voor het eerst zijn er kunstmatige transcriptiefactoren gemaakt met alle functionaliteiten van de echte. Japanse en Amerikaanse onderzoekers hopen er stamcellen mee te herprogrammeren. Transcriptiefactoren zijn eiwitten die in een cel regelen welke delen van het DNA worden afgeschreven, via boodschapper-RNA, voor de productie van eiwitten.
Lees verder

Virussen en RNA-schakelaar ingezet tegen kanker e.a.

Al vele jaren worden er waarschijnlijk vele miljarden besteed aan kankeronderzoek. Ondanks allerlei ‘doorbraken’ in die jaren heeft kanker zich nog steeds niet gewonnen gegeven, maar ik ben er van overtuigd dat dat eens zal gebeuren. Opmerkelijk bij al dat onderzoek is dat er diverse strategieën worden gevolgd om k. te verdrijven, soms heel kankertypespecifiek. Duitse biochemici rond Jörg Hartig van de universiteit van Konstanz en het Duitse kankerinstituut DFKZ ontwikkelden een ‘RNA-schakelaar’ om virussen te kunnen gebruiken in de strijd tegen, onder veel meer, kanker. Lees verder

Rekenen met DNA? Ik weet het niet.

Een groep onderzoekers aan de Stanford-universiteit rond Jerome Bonnet in Californië, met medewerking van de bekende synbioloog Drew Endy, heeft in Science beschreven hoe je met stukjes DNA in een bacterie logische schakelingen kunt maken. Dan gaat het om, zou je kunnen zeggen, de biologische variant van de zogeheten Booleaanse logica: de EN-, OF-, NEN-poorten enzovoorts. Meteen wordt er dan druk gespeculeerd over de ontwikkeling van de biologische computer, maar het ligt veel meer voor de hand dat deze schakelingen voor andere zaken zullen worden gebruikt, zoals voor diagnose (bijvoorbeeld bij kanker) of voor het induceren van bepaalde reacties (en dus maken van ‘producten’).
De onderzoekers noemen hun ‘biotransistors’ transcriptors en hun biologica BIL (Booleaanse integrase-logica; waarbij integrase een enzym is dat in de experimenten als ‘regelaar’ werd gebruikt). In de elektronica regelt een transistor de elektronenstroom, in de biologica doet de transcriptor dat met de ‘stroom’ (=werking) van een bepaald enzym; in de proefneming was dat RNA-polymerase, een enzym dat een rol speelt bij de transcriptie van DNA. Bonnet c.s. gebruikten een ander enzym (integrase dus) om de activiteit van RNA-polymerase langs de DNA-streng te reguleren (aan, uit te zetten). In de proefnemingen betekende dat er dan al of niet een groen fluorescerend eiwit (GFP) werd geproduceerd, een duidelijk zichtbare signaalstof die vaker wordt gebruikt om effecten van genactiviteit te controleren. Drew Endy vertelt zelf op YouTube hoe die biologica in elkaar steekt, maar daarmee wordt niet echt duidelijk hoe de onderzoekers te werk zijn gegaan.
Een genetische EN-poort
Op npr.org legt Geoff Brumfiel het, voor leken, wat beter uit. Het komt er op neer dat in een DNA-streng de transcriptor wordt ingebouwd. Als die transcriptor ‘dicht’ is, dan kan RNA-polymerase niet zijn transcriptiewerk doen, staat de transcriptor ‘open’, dan gebeurt dat wel en wordt er, dus, GFP geproduceerd. Door nu twee transcriptors achter elkaar te zetten, kan je, bijvoorbeeld, een EN-poort maken, waarbij elk van de transcriptors door een bepaalde stof wordt geregeld (de transcriptor wordt door de integrases losgeknipt en omgedraaid).
Bron: Cees Dekker