Categorie archieven: De cel

Hoe houd je springende genen in bedwang?

Geplaatst op door
Beantwoorden

De eierstokken van een fruitvliegje Eierstokken van een fruitvliegje. De eiwitten die een rol spelen in de piRNA-route zijn groen, DNA blauw (foto IMBA)

In de loop van de evolutie is er heel wat ‘ongerief’ in ons DNA terechtgekomen. Springende genen (ook wel transposons genoemd) zijn daar een voorbeeld van. Eigenlijk zouden we die springende genen liever kwijt dan rijk zijn, omdat ze het grote risico in zich bergen van ernstige mutaties en het breken van DNA-strengen. Dat is niet gebeurd. Die transposons worden echter onschadelijk gemaakt door een verdedigingsmechanisme, dat nu door een groep onderzoekers rond Julius Brennecke van het instituut voor moleculaire biotechnologie in Wenen (IMBA) is uitgeplozen bij fruitvliegjes. Het blijkt dat zo’n vijftig genen zijn betrokken bij het belangrijkste beschermingsmechanisme tegen de kwalijke effecten van springende genen, dat aangeduid wordt met piRNA-route.
Pakweg de helft van het menselijke, maar ook ander dierlijke en plantaardige erfgoed (genoom) bestaat uit wat genoemd wordt genoomparasieten zoals transposons. Deze ‘zelfzuchtige’ genen kunnen zich bij de voortplanting min of meer vrij door het DNA-molecuul verplaatsen. Dat is, zoals gezegd, riskant voor de soort, maar planten en dieren hebben zich daartegen gewapend. Je zou het kunnen beschouwen als een soort genoomimmuunsysteem.
Tot nu toe was er weinig van bekend hoe dat mechanisme werkt. Ruw geschetst werkt dat mechanisme met bepaalde eiwitten (Piwi-eiwitten) die binden aan stukjes RNA en zo een complex vormen. Die complexen herkennen transposons en voorkomen dat die stukjes DNA worden omgezet in RNA en verhinderen dus de vorming van ongewenste eiwitten.
De 50 geïdentificeerde genen die bij dat mechanisme zijn betrokken in het fruitvliegje, komen voor een belangrijk deel ook in het menselijk erfgoed voor. De onderzoekers verwachten dan ook dat deze resultaten ook, althans deels, gelden voor andere dieren (ook mensen). Sommige van die genen zijn nodig voor het produceren van piRNA’s, maar andere zijn verantwoordelijk voor de stofwisseling in de mitochondriën (de ‘energiecentrale’ van een cel), het transport van RNA of de transcriptie.
De ontdekking van de Weense onderzoekers is pas het begin. Er blijven genoeg vragen over. Bijvoorbeeld waarom die transposons nog in ons erfgoed zitten. Je zou kunnen zeggen dat dat een ingebouwd mechanisme voor evolutie is, maar is dat ook zo? Een andere kwestie is natuurlijk hoe de piRNA’s van generatie op generatie worden doorgegeven. Wordt, ongetwijfeld, vervolgd.

Bron: AlphaGalileo (foto: IMBA)

Afweer gedeeltelijk onderdrukt

Geplaatst op door
Beantwoorden

Gedeeltelijke onderdrukking afweersysteem Ons afweersysteem is een mooi systeem, maar soms zou je willen dat het niet werkte. Mensen met een transplantaten moeten afweerremmende medicijnen slikken en sommige medicijnen worden bestookt door ons defensiesysteem. Of soms is ons afweersysteem in de war en dan keert het zich tegen het eigen lijf zoals bij reuma.
Dat hele afweersysteem lamleggen is niet zo’n goed idee, maar in bepaalde gevallen, zoals bij transplantaties, ontkom je daar niet aan. Wat zou het niet aardig zijn als je alleen dat stukje van het afweersysteem zou uitschakelen dat voor ‘moeilijkheden’ zorgt (kan zorgen).
Precies dat hebben onderzoekers van het Amerikaanse Scripps-instituut gedaan. Ze slaagden er in bij hemofiele muizen de afweer tegen een toegediende stollingsfactor (factor VIII) uit te schakelen, terwijl het immuunsysteem overigens intact bleef. Bij hemofilie (bloederziekte) ontbreken bepaalde eiwitten (stollingsfactoren) die er voor moeten zorgen dat bij verwonding het bloed stolt. Hemofiliepatiënten krijgen die stollingsfactoren toegediend, maar bij zo’n 20 tot 30% maakt het afweersysteem die vreemde indringers weer onklaar.
De onderzoekers, onder aanvoering van James Paulson, maakten daarbij gebruik van de bijzondere kernmerken van de zogeheten B-cellen, die een belangrijke rol spelen in het afweermechanisme van ons lichaam. B-cellen, behorend tot de witte bloedlichaampjes of lymfocyten, zijn er in vele soorten en maten. Zo’n gespecialiseerde cel reageert op een heel specifiek antigeen (elke stof die een afweerreactie oproept) en zorgt er vervolgens voor dat het antilichaam wordt aangemaakt dat het antigeen onschadelijk maakt. Daarnaast bezit zo’n B-cel een receptor die in de aanwezigheid van een bepaald molecuul er voor zorgt dat de B-cel sterft. Dat alles is bedoeld om er voor te zorgen dat het afweersysteem maat houdt.
Van die laatste mogelijkheid hebben de TRSI-onderzoekers gebruik gemaakt. De stof die de celdood in gang zet bij die specifieke factor VIII-B-cellen is glycan, een soort suiker. Dat gebeurt wanneer glycan koppelt aan de receptor (CD22 in het plaatje). Door de hemofiele muizen nu nanodeeltjes toe te dienen waarin zowel glycan als de stollingsfactor VIII zitten, bleken ze die factor VIII-B-cellen uit te schakelen die zich anders tegen de vreemde stof zou hebben gekeerd. De toediening van de nanodeeltjes zorgde er ook voor dat het effect (het niet afstoten van factor VIII) maanden aanhield en mogelijk permanent zou kunnen worden.
Deze, wat genoemd wordt, liposomale nanodeeltjes zijn, voor andere toepassingen, al goedgekeurde door het Amerikaanse geneesmiddelenagentschap FDA, zodat klinische proeven bij mensen wat minder problematisch zullen zijn dan zonder die goedkeuring. De onderzoeksgroep gaat nu uitzoeken of deze techniek ook kan worden gebruikt bij transplantaties of bij autoimmuunziektes als multiple sclerose. “We weten dat die zaken ingewikkeld zijn, maar onze techniek zou, in combinatie met anderen, kunnen helpen.”, zei Paulson.

Bron: Science Daily (plaatje uit artikel in J.Clin.Inv.)

Komt er dan toch een mammoet?

Geplaatst op door
Beantwoorden

Niet zodra kreeg de mens enig zicht op hoe de erfelijkheid in elkaar steekt of de wens kwam naar boven om die lieve schattige mammoet weer tot leven te wekken. Dat is vrij problematisch, omdat we maar kleine stukjes en beetjes van het erfelijk materiaal van deze oerolifant vinden als er weer ergens zo’n beest uit het ijs wordt gebikt. DNA is organisch materiaal en dat overleeft niet intact duizenden jaren; zelfs niet in de permafrost. De hoop tot de ‘herleving’ van de mammoet krijgt weer voeding, door de vondst begin mei van een, wat Der Spiegel noemt, verbazingwekkend goed geconserveerd mammoetkadaver.
Het mammoetlijk was zo goed geconserveerd dat er nog bloed in kon worden aangetroffen. Niet eerder was er een mammoet ontdekt die nog zo ‘intact’ was. Het gaat om een vrouwtje dat zo’n 10, 15 000 jaar geleden op een leeftijd van 60 jaar het leven gaf. Niet alleen bevatte het kadaver bloed, maar ook spierweefsel; volgens de Russen “rood als vers vlees”. Russische onderzoekers willen de mammoet tot leven klonen met behulp van, hopen zij, goed bewaarde cellen.
Weer mammoets op de toendra?
Expeditieleider Semjon Grigorjev, die werkt aan de staatsuniversiteit in Jakoetsk, had ooit connecties met de gevallen Zuid-Koreaanse kloon-ster Hwang Woo Suk, die meermalen aankondigde mammoets te zullen klonen, maar in het voorjaar vorig jaar maakte de Russische academie van wetenschappen bekend met hem te hebben gebroken.
Toen in 2008 het erfelijk materiaal van de mammoet uit al die gevonden stukjes en beetjes voor een groot deel was gereconstrueerd, leefde al het idee om een mammoet te klonen, maar destijds achtte het wetenschapsblad Nature de slaagkans gering. Om het beest weer tot leven te wekken heb je eicellen nodig. Die heb je niet, dus zou je eicellen van olifanten moeten gebruiken waar de kern uit wordt gehaald en vervangen door een mammoetkern, die je dan uit een van de intacte mammoetcellen zou moeten halen. Of zich daar een volbloed mammoet uit ontwikkelt is onwaarschijnlijk. Een eicel bevat niet alleen kern-DNA, maar ook mitochondriaal DNA en die is weer van de donor, de olifant.

Bron: Der Spiegel (foto Der Spiegel

Gericht gaatjes prikken in cellen

Geplaatst op door
Beantwoorden

Injecteren van een kleurstof in de cel met behulp van nanoelektroporatie. Uit Nano Letters. Copyright 2013 American Chemical Society.
Injecteren van een kleurstof in de cel met behulp van nanoelektroporatie (Nano Letters, copyright 2013 ACS.

Voor onderzoek aan cellen is het vaak nodig gaatjes in cellen te prikken waardoor de onderzoeker allerlei moleculen de cel in kan ‘smokkelen’. Dat prikken van gaatjes, dat gaat met behulp van elektrische ontladingen, gebeurt echter nogal willekeurig en de celsterfte is groot omdat alle cellen aan die wat genoemd wordt elektrop(erf)oratie worden blootgesteld. Aan de Amerikaanse Northwestern-universiteit is een veel verfijndere techniek ontwikkeld die de gaatjes in één bepaalde (deel van de) cel maakt, de nanoelektroporatie. Daardoor zijn onderzoekers in staat zeer nauwkeurig te regelen wanneer hoeveel van een bepaalde stof in de cel terechtkomt. “Daarmee”, zegt onderzoeker Horacio Espinosa, “kun je veel beter onderzoek doen naar de effecten van doseringen van verschillende medicijnen met als uiteindelijk doel de gepersonifieerde behandeling.”
Het feitelijke apparaatje, is een microchip met tipjes (zoals de punt van een atoomkrachtmicroscoop), waardoor microkanaaltjes lopen. Via die kanaaltjes wordt de beoogde stof in de cel gebracht. Het chipje kan worden gemanipuleerd door een micromanipulator of door die atoomkrachtmiscroscoop. Het hele proces van perforeren en injecteren kan in de gaten worden gehouden door een optische microscoop. De techniek, aangeduid met het letterwoord NFP-E, blijkt betrouwbaar en flexibel, zo zeggen de onderzoekers. Er kan van alles mee in een cel gebracht worden: eiwitten, polysacchariden (suikers), stukjes DNA en plasmiden.

Bron: ScienceDaily

 

Lege eicel + kern huidcel = embryonale stamcel

Geplaatst op door
Beantwoorden

dr.Shroukhat Mitalipov Stamcellen zijn heftig in. Was gister te melden dat een Amerikaanse onderzoeksgroep direct uit bindweefselcellen hersencellen had ontwikkeld, dan is het vandaag de beurt aan onderzoek waarbij uit gespecialiseerde cellen (menselijke huidcellen) embryonale stamcellen zijn ontwikkeld. Het zou voor het eerst zijn dat een onderzoeksgroep er in geslaagd is embryonale stamcellen te ontwikkelen uit gespecialiseerde cellen. Onderzoekers van de universiteit van Oregon onder aanvoering van Shoukhrat Mitalipov hadden eerder huidcellen van apen ‘gereprogrammeerd’ tot embryonale stamcellen. Dat deden ze door de kernen van de huidcellen te plaatsen in een eicel waar het genetische materiaal uit was gehaald. Die eicel ontwikkelde zich tot embryonale stamcellen die zich op hun beurt weer kunnen ontwikkelen tot elk type cel, zoals zenuw-, hart- of levercellen. Omdat het genetisch materiaal van de ontvanger gebruikt wordt, is er geen gevaar voor afstoting. Met deze techniek, in feite klonen, is de lastige horde genomen van de fragiliteit van de menselijke eicel. Daarop leden eerdere pogingen menselijke cellen te klonen tot nu toe schipbreuk. De crux van de onderzoekers is de eicel in de metafase te houden gedurende het inbrengen van de kern van de huidcel. De metafase is een stap in het, natuurlijke, celdelingsproces (de zogeheten meiose), waarbij het genetisch materiaal zich in het midden van de cel bevindt alvorens de cel zich deelt. Daar slaagden de onderzoekers in door toevoeging van bepaalde chemische verbindingen.
Overigens schijnen de op deze wijze gekloonde cellen bij apen zich niet te ontwikkelen tot babyaapjes. Verwacht wordt dat dat ook geldt voor de menselijke klooncellen. Daarmee raakt dit onderzoek aan een zeer gevoelig onderwerp: het maken van menselijke klonen. “Ons onderzoek is gericht op het maken van stamcellen voor therapeutisch gebruik in de toekomst”, zegt Mitalipov. “Reproductief klonen is niet ons doel en ik denk ook niet dat ons onderzoek de mogelijkheid van het reproductief klonen van mensen dichterbij heeft gebracht.”
Embryonale stamcellen wordt een grote toekomst toegedicht in de gezondheidszorg. Anders dan de zogeheten pluripotente stamcellen, kunnen embryonale stamcellen zich tot elk type cel ontwikkelen zonder het risico, zoals bij pluripotente stamcellen, dat ze zich ontwikkelen tot kankercellen of andere problemen veroorzaken. Het gebruik van embryonale stamcellen ligt echter onder vuur omdat, zoals de naam al aangeeft, daarvoor, voor menselijk gebruik, menselijke embryocellen worden gebruikt. Deze methode zou dat probleem omzeilen, al heb je natuurlijk wel eicellen nodig. Het zal overigens nog wel jaren duren voor embryonale stamcellen zullen worden gebruikt in de medische praktijk. Eer het zo ver is zullen nog heel wat hordes moeten worden weggenomen om toepassing van embryonale stamcellen voor therapeutisch gebruik veilig en effectief te maken.

Bron: Eurekalert

Bindweefselcellen omtoveren in zenuwcellen

Geplaatst op door
2

Bindweefselcellen veranderd in zenuwcellen (afb. Cell Reports) Onderzoekers van de universiteit van Wisconsin hebben bindweefselcellen (fibroblasten) omgetoverd tot neuronen. Dat is geen wereldnieuws want al in 2006 liet de Japanse onderzoeker Sjinja Yamanaka dat je gespecialiseerde cellen kunt veranderen in zogeheten pluripotente stamcellen. Stamcellen zijn dan weer cellen die zich kunnen ontwikkelen tot gespecialiseerde cellen zoals zenuwcellen (neuronen), huidcellen of welk type cellen dan ook. De methode die de Amerikaanse onderzoekers, vrijwel allen voorzien van een Chinese naam, verliep echter niet via de omvorming tot stamcellen, maar uit de fibroblasten werden direct zenuwcellen gevormd. Daartoe hadden de onderzoekers de hulp ingeroepen van het Sendai-virus, die voorzien was van wat Yamanaka-factoren wordt genoemd, bepaalde genen die Yamanaka gebruikte om van gespecialiseerde cellen pluripotente stamcellen te maken. De cellen, ze waren zowel van mensen als van apen afkomstig, werden op kweek gezet met aantal andere ingrediënten, en op 39°C gebracht om, onder meer, het virus te deactiveren. Na 13 dagen verschenen de eerste neurale voorlopercellen. Er was geen spoor van pluripotente stamcellen te vinden.
Die pluripotente stamcellen zijn weliswaar veelbelovend (je hebt geen embryonale stamcellen meer nodig), maar hebben toch zo hun nare kantjes. Het wil nog wel eens voorkomen dat dat type cellen zich ontwikkelt tot kankercellen en ook kan het zo zijn dat zo’n pluripotente cel zich, bijvoorbeeld, in de hersenen ontwikkelt tot levercel. Met deze methode is die klip omzeild.
De op deze wijze gevormde zenuwcellen werden vervolgens in de hersenen van een pasgeboren muis ingebracht. Volgens onderzoeksleider Su-Chun Zhang ontwikkelden die cellen zich tot normale hersencellen. Geen kanker, dus.
Ook elders hebben onderzoekers bindweefselcellen veranderd in zenuwcellen via een andere route, zo meldt Futura-Sciences, maar volgens de onderzoekers van de universiteit van Wisconsin zou hun methode zekerder zijn een beter toegerust voor therapeutische toepassingen.

Bron: Futura-Sciences

Met cellen gevuld nierkarkas werkt weer (wat)

Geplaatst op door
Beantwoorden

De lege nier wordt in glas weer met cellen gevuld In het academisch ziekenhuis van de Harvard-universiteit (Massachusets) hebben onderzoekers een van levende cellen ontdane nier van een rat in vitro weer ‘gevuld’ met nier- en bloedcellen. In het lab bleek die ‘heringerichte’ nier urine te produceren en ook teruggetransplanteerd in de rat functioneerde het orgaan naar behoren. De onderzoekers denken dat hiermee een grote stap is gezet op de weg naar het wegwerken van het tekort aan orgaandonoren. Het eigen orgaan wordt dan, buiten het lichaam, gestript van de levende cellen, waarna er een ‘geraamte’ van collageen overblijft. Daarna worden er, door een subtiel spel met (water)druk, verse orgaan- en bloedcellencellen in het lege orgaankarkas ingevoerd. Op die manier zouden ook weer een nieuw hart, nieuwe longen en lever gemaakt kunnen worden.
“Wat het uniek maakt is dat de bouw van het eigen orgaan wordt bewaard, zodat het vernieuwde orgaan net als een donororgaan weer kan worden aangesloten op de bloedvaten en urinewegen”, zegt onderzoeker Harald Ott. Waarschijnlijk beter, omdat het orgaan de oude vorm heeft behouden. “De patiënt zou dan een orgaan met zijn eigen cellen krijgen.” Daarmee zou, zoals nu bij implantatie van niet-eigen organen, het niet langer nodig zijn het afweersysteem levenslang te onderdrukken, om te voorkomen dat dat het vreemde donororgaan afstoot.
Helemaal volmaakt is de techniek nog niet. De ‘nieuwe’ nier in de rat functioneerde veel slechter dan de gezonde nier. De onderzoekers wijten dat aan de ‘onvolwassenheid’ van de nieuwe cellen. “Een verdere verfijning van de celtypen die gebruikt worden en rijping vooraf in een cultuur zou een beter functionerend orgaan kunnen opleveren.”, zegt Ott. “We hopen op die manier op een gegeven moment een volledig functionerende nier voor mensen te kunnen maken.” En andere organen, dus.

Bron: Eurekalert

Nepbloedcellen zuigen gif op

Geplaatst op door
Beantwoorden

Liangfang Zahang (UC)Je kunt een schadelijke bacterie bestrijden, maar je kunt ook de bedreiging onschadelijk maken. Er zijn nogal wat bacteriën die schade aanrichten door gif te produceren. Ook bij slangenbeten of wespensteken is het gebruikte gif de boosdoener. Bij de universiteit van Californië hebben onderzoekers een oplossing bedacht door dat probleem direct bij de horens te vatten: vang dat gif weg met nepbloedcellen. Die ‘cellen’ leveren hun giftige lading vervolgens af bij de lever, waar gif en nepbloedcellen onschadelijk worden gemaakt.
De nepbloedcellen zijn uiterst kleine sponsjes (in de orde van nanometers; 1 nm is eenmiljoenste mm) die, om het afweersysteem te ‘misleiden’, zijn voorzien van een membraan van een rode bloedcel. De beruchte ‘ziekenhuisbacterie’ MRSA, E-coli’s, wespen- en slangengif boren zich in hun cellen, bij voorkeur de rode bloedlichaampjes. Als rode bloedlichaampjes ‘vermomde’ nanosponsjes ondergaan datzelfde lot, maar zorgen er zo voor dat het gif (via de lever) uit het lichaam verdwijnt.
Nepbloedcellen absorberen een breed scala aan giffen“In plaats van dat we voor elk gif met een speciale therapie moeten behandelen, kunnen nu een breed scala aan toxines bestrijden”, zegt onderzoeksleider Liangfang Zhang, “inclusief MRSA en andere resistente bacteriën. De onderzoekers gaven muizen een nomraal gesproken dodelijke injectie met het MRSA-gif alfahemolysine die vooraf waren ingeënt met nanosponsjes, bleef 89% van de proefdieren (muizen) in leven. Werden de nepbloedcellen na toediening van de dodelijke dosis gif ingespoten, dat overleefde 44% van de muizen het.
De onderzoekers werken nu aan een goedkeuring voor therapieen voor mensen.”
De nepbloedcellen worden gemaakt van het membraan van echte rode bloedlichaampjes. De nanosponsjes zjn alleen veel kleiner dan de bloedcellen: 85 nm. Uit een membraan zijn duizenden nanosponsjes te maken. De hoeveelheid gif die de sponsjes kunnen bevatten, is afhankelijk van het gif. Bijengif (mellitine) wordt tien maal zo effectief opgenomen als alfahemolysine.

Bron: Eurekalert

Is het lichaam (in vivo) repareerbaar?

Geplaatst op door
Beantwoorden

Een groep Japanse onderzoekers rond Shoji Takeuchi van de technische universiteit van Tokio heeft een systeem ontwikkeld waarmee in het lichaam weefsels kunnen worden hersteld, zo viel te lezen in Le Monde. Ze gebruikten daartoe mikrovezels die gevuld (kunnen) worden met levende cellen en eiwitten. Met behulp van die gevulde mikrovezels zouden in vivo (in het lichaam zelf dus) spierweefsel, bloedvaten en hersencellen kunnen worden gerepareerd, schrijven de onderzoekers in een artikel in het blad Nature Materials. Zo zouden ze er in geslaagd zijn het glucosepeil bij een diabetische muis te stabiliseren door het, via mikrovezels, ‘implanteren’ van alvleeskliercellen in de nier van het muisje, die het voor de suikerhouding noodzakelijke insuline produceren.
Mikrovezels met levende cellen
Al langer wordt er gewerkt met microvezels op basis van een kunstmatige hydrogel, maar met deze gels lukte het niet cellen tot natuurlijke weefsels te vormen. Om dat wel voor elkaar te krijgen maakten ze gebruik van extracellulaire eiwitten als fibrine en collageen. Om zulke met cellen gevulde vezels te maken, is echter een stuk lastiger dan met hydrogel alleen. De onderzoekers maken hun mikrovezels in drie stappen. Eerst wordt met een soort mikroinjectienaald een hydrogelbuisje gemaakt. De eiwitten die nodig zijn om de mikrovezels geschikt te maken voor ‘bewoning’ van levende cellen, worden vervolgens toegevoegd plus de cellen. Daarna wordt de hydrogel, die slechts als mal heeft gediend, verwijderd. Tot nu toe zijn met drie typen eiwitten en tien celtypen op deze wijze met cellen gevulde mikrovezels gemaakt, klein in doorsnede maar tot wel een meter lang.
Naast de proef met de alvleeskliercellen hebben de onderzoekers ook mikrovezels met hartcellen van een rat gevuld. Die begonnen na drie dagen spontaan samen te trekken. Mikrovezels met endotheelcellen, die de binnenkant van bloedvaten bedekken, vormden na vier dagen een bloedvat. Op mikrovezels met hersencellen van een rat, groeide een netwerk van neuronen. De onderzoekers slaagden er ook in met behulp van drie mikrovezels, met een totale lengte van 2,5 m, een driedimensionaal weefsel te maken van 2 bij 1 cm. Dat bewijst, volgens hen, dat met behulp van gevulde mikrovezels complexe weefsels kunnen worden gemaakt. Die techniek zou nog verbeterd kunnen worden door gebruik te maken van mallen. Daarbij valt te denken aan bloedvaten of aan het ‘repareren’ van (delen van) hersenen, zo speculeren zij. Het onderzoek van Takeuchi en de zijnen is onderdeel van een breder onderzoekprogramma ‘biohybride innovatie dat wordt uitgevoerd in het kader van het Japanse Erato-onderzoeksprogramma.

Bron: Le Monde

Rekenen met DNA? Ik weet het niet.

Geplaatst op door
Beantwoorden

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