Categorie archieven: De cel

DNA gebruikt als katalysator

Geplaatst op door
Beantwoorden

DNA, het ‘levensmolecuul’, is niet alleen te gebruiken als archief voor de eiwitfabricage in een cel, maar ook als katalysator, een stof die een chemische reactie mogelijk maakt en/of versnelt. Scheikundigen ontwerpen katalysatoren bij voorkeur op de tekentafel, maar het is nog niet zo eenvoudig die ontwerpen ook in de praktijk te maken. In de cel heten katalysatoren enzymen. Je zou ze de werkpaarden van het leven kunnen noemen. Enzymen katalyseren biologische processen, waarbij heel ingewikkelde organische verbindingen worden opgebouwd (of afgebroken). Enzymen zijn zelf weer eiwitten, opgebouwd uit aminozuren. Scott Silverman en zijn medewerkers aan de universiteit van Illinois denken dat DNA hulp kan bieden. “Ons idee is om kunstmatig gesynthetiseerde stukjes DNA te gebruiken om zijketens van eiwitten te veranderen, waardoor hun biologische functie verandert”, stelt Silverman in een persbericht.
Een belangrijke reactie in levende systemen is de toevoeging of verwijdering van een fosfaatgroep, de ‘rest’groep van fosforzuur, aan een eiwit. In het rijk van de eiwitten zijn de aminozuren serine en tyrosine verantwoordelijk voor het toevoegen of verwijderen van fosfaatgroepen, waardoor de eiwitfunctie verandert of het enzym wordt uit- of aangeschakeld. Zonder katalysatoren duurt dat lang ( in de orde van duizenden of zelfs miljoenen jaren). In de natuur zorgen kinases en fosfatases er voor dat die reacties vaart krijgen.
Silverman en zijn groep slaagden er in stukjes DNA dat katalyserende werk te laten doen. Volgens Silverman probeerde hij met zijn medewerkers te laten zien dat DNA geschikt is al katalysator. Nu dat is aangetoond gaat hij verder. “We proberen nu uit te vinden welke reacties DNA kan katalyseren en hoe we DNA-katalysatoren kunnen vinden die die bepaalde reacties versnellen.” Om stukjes DNA te bepalen die de fosfaat-additie katalyseren, werd gebruik gemaakt van een in-vitro-selectieproces. Simpel gesteld komt dat neer op een hele reeks petrischaaltjes met elk een stukje DNA en de benodigde reagentia en dan maar kijken in welk schaaltje de reactie loopt. Niet bepaald hogere scheikunde.
De DNA-katalysatoren bleken hun actieve arbeid ook te verrichten in de nabijheid van andere eiwitten. Die toevoegingen moesten aantonen dat de truc ook werkt in een cel(achtige omgeving).

Bron: Eurekalert

Omnimedicijn tegen foute cellen?

Geplaatst op door
Beantwoorden

dr. Beth Levine van de universiteit van TexasHet is natuurlijk al vaker vertoond, onderzoekers die hoop geven op een doorbraak in de bestrijding van kanker en en passant ook maar meteen van die ziekte van Alzheimer en andere hersenaandoeningen, maar het moet er eens van komen. Medewerkers van het centrum van autofagie-onderzoek van de universiteit van Texas in Dallas, hebben een eiwitachtige verbinding gesynthetiseerd die de potentie schijnt te hebben bij het aanschakelen van een proces in cellen dat autofagie wordt genoemd. Bij dat proces worden defecte of onnodige celdelen afgebroken tot de basisbouwstenen voor de aanmaak van nieuwe biomoleculen, maar autofagie dient ook om binnengedrongen, virussen, bacteriën of lichaamsvreemde eiwitten onschadelijk te maken door ze af te breken. Met dat laatste vervult autofagie een functie in ons afweersysteem.
Wanneer dat proces ‘regelbaar’ is met behulp van een eenvoudige peptide, dan zou je daarmee greep krijgen op tot nu toe ongrijpbare processen als kanker en Alzheimer. Het gesynthetiseerde peptide, dat ‘luistert’ naar de naam Tat-becline 1, zou zijn werking bewezen hebben in proeven met muizen. Met Tat-becline 1 behandelde muizen bleken ongevoelig te zijn voor het Westnijl- en chikungunya-virus, door muggen overgebrachte ziekteverwekkers. Menselijke cellen die met dit dit peptide werden behandeld bleken bestand tegen hiv. Directeur van het centrum dr. Beth Levine verwacht dat door de grote rol die autofagie speelt in het afweersysteem, stoffen die dat proces in werking stellen een grote potentie hebben in het voorkomen en de bestrijding van een breed scala aan ziektes.
De door het centrum gesynthetiseerde peptide is ‘afgeleid’ van becline 1, een van de eerste peptiden die is gevonden, die een rol speelt bij autofagie in zoogdiercellen.

Bron: http://www.utsouthwestern.edu/newsroom/news-releases/year-2013/feb/peptide-levine.html

Verstrengelde fotonen om in levende cel te kijken

Geplaatst op door
Beantwoorden

Het principe van een kwantummikroskoopHet is niet goed mogelijk om met een microscoop in een levende cel te kijken. Foto’s van cellen zijn (vrijwel) altijd opnames van dode cellen, meestal gemaakt met een rasterelektronenmicroscoop. Althans, dat was zo. Australische onderzoekers van de universiteit van Queensland, onder aanvoering van Warwick Bowen, zijn er in geslaagd opnames van een levende cel te maken met behulp van verstrengelde fotonen.
Het probleem om een plaatje te maken van de gigantische ‘warboel’ die een levende cel is, is dat het lichtsignaal dat een deeltje in de cel weerkaatst ten onder gaat in de ruis. Dat probleem zou je kunnen oplossen door de sterkte van de lichtbron (een laser) op te voeren, maar daarmee doodt je het leven in de cel en dat wil je nu net gaan bestuderen.
Bowen en zijn medewerkers hebben dat probleem opgelost door fotonen te ‘verstrengelen’ waardoor ze een beter beeld krijgen, zonder dat ze de lichtintensiteit hoeven te verhogen. ‘Verstrengeling’ is een, voor mij, tamelijk onbegrijpelijk fenomeen uit de kwantummechanica waarbij de eigenschappen van twee deeltjes (fotonen zijn te beschouwen als lichtdeeltjes) zijn gekoppeld. Volgens Bowen is dit de eerste keer dat aangetoond is dat dit principe ook in biologische preparaten werkt, zo meldt ABC Science.
Om die verstrengeling te bereiken maakten de onderzoekers gebruik van wat wordt genoemd optische parametrische oscillatie. Daarbij wordt in foton in twee verstrengelde stukken “gehakt” met elk de helft van de oorspronkelijke energie. De onderzoekers slaagden er ook in de fluctuatie in de lichtstroom te verminderen met 75%, waardoor de gevoeligheid van de metingen wordt vergroot en er dus een beter beeld van hete bekekene wordt verkregen. Overigens is de techniek niet beperkt tot biologische toepassingen. Bowen heeft nog geen idee voor welk onderzoeksgebied deze techniek van grote betekenis kan zijn. Hij denkt aan onderzoek van kleine deeltjes en zelfs aan het ‘bekijken’ van kwantummechanische processen. Of de kwantummechanica dat toelaat, weet ik niet.
Bron: ABC (Australië); foto Nature Photonics.