Categorie archieven: DNA-structuur

Organisaties streven naar genetische werelddatabank

Geplaatst op door
Beantwoorden

DNA 69 instellingen uit 13 landen hebben de koppen bij elkaar gestoken om tot een wereldwijde uitwisseling van genetische informatie te komen, zo meldt het wetenschapsblad Nature. Er zouden standaards moeten komen en afspraken moeten worden gemaakt over het uitwisselen van DNA-sequenties in combinatie met de medische informatie, zo stellen de intiatiefnemers. “Nu”, zegt Francis Collins van de Amerikaanse gezondheidsorganisatie NIH, een van de 69 organisaties, “zijn er niet eens normen voor het vastleggen van genetische sequenties of voor het beoordelen daarvan.”
Een belangrijk probleem voor de initiatiefnemers is het nemen van de privacyhobbel. Het is hoe dan ook de bedoeling dat de patiënt de regie over zijn eigen gegevens blijft voeren, zo laat de alliantie weten. Een ander punt is dat instituten hun gegevens koesteren en die niet zonder meer met andere instituten willen delen.
Het initiatief heeft de steun van de belangrijkste spelers op dit terrein, stelt Nature. Naast de NIH zijn dat het Britse Welcome Trust Sanger-instituut en het genomie-instituut BGI in Shenzhen (China). David Altshuler, a geneticus in het Broad-instituut in het Amerikaanse Cambridge, lid van het acht leden tellende organisatiecomité, zou graag nieuwe leden begroeten.
Door de daling van het sequencen (het bepalen van de basevolgorde van het DNA), zijn er inmiddels miljoenen menselijke genomen bekend. Het zou, vinden de genetici, mooi zijn als we daar een totaal plaatje van zouden kunnen maken. Nu is de beschikbare informatie nog erg versnipperd opgeslagen.

Bron: Nature

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)

Brief Crick brengt $ 5,3 mln op, Nobelmedaille $ 2,27 mln

Geplaatst op door
1

De Nobel-medaille van Crick (foto Nature) Zo’n negen jaar na zijn dood in 2004 wordt de roem van DNA-pionier Francis Crick door zijn familie te gelde gemaakt. Een brief van Crick aan zijn destijds 12-jarige zoon Michael ging voor $ 5,3 miljoen weg bij een Newyorkse veilinghuis (Heritage Auctions), terwijl de gouden Nobelmedaille $ 2,27 miljoen opbracht. Hij schreef de zeven kantjes tellende brief in maart 1953 over een ‘mogelijke reuzebelangrijke ontdekking’, ruim een maand voordat het artikel van hem en James Watson over hun ontdekking zou worden gepubliceerd. Voor die ontdekking kreeg hij met Watson en Maurice Wilkins in 1962 de Nobelprijs voor de fysiologie en geneeskunde. De koper van de brief was anoniem, De Nobel-medaille werd gekocht door Jack Wang, baas van een biomedisch bedrijf in Sjanghai. Een deel van de opbrengst gaat naar het Francis Crick-instituut.

Bron: BBC, foto Nature

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

DNA als verkoop’middel’?

Geplaatst op door
Beantwoorden

Er zijn mensen die zich zorgen maken over de inbreuken op hun privésfeer op internet. Via je surfgedrag, berichten op de Facebooks en Hyves of via de inhoud van je e-berichten op GMail kunnen bedrijven achterhalen wat je voorkeuren zijn om je te kunnen bestoken met gerichte reclame en andere zooi. Het kan nog doller, maar dan moet het slachtoffer zelf wel zijn medewerking verlenen: een ‘personificatie’ van de te ontvangen reclame via het eigen DNA. Het webblad Wire meldt dat het bedrijf Miinome is begonnen met DNA-personificatie. “We zijn de eerste marktplaats van het menselijk genoom voor leden”, zegt Paul Saarinen, baas van Miinome.
Het bedrijf combineert de gebruikelijke persoonlijke gegevens van het web (Facebook enz.) met de genetische informatie, om bedrijven inzicht te geven waar deze ‘meneer Jansen’ of die ‘mevrouw Pietersen’ behoefte aan zou kunnen hebben. De slachtoffers zelf hebben zeggenschap over welke eigenschappen ze openbaar willen maken. Als iemand blijkens zijn genoom vatbaar is voor kaalheid en er blijkt uit je Facebook gebabbel dat je last hebt van stress en dat je rookt, dan zou je advertenties kunnen krijgen voor nicotinepleisters of yoga-cursussen. Je moet, zoals gezegd, daar wel mee instemmen. Volgens Saarinen krijgen de bedrijven geen inzicht de genetische informatie van de ‘leden’ van Miinome. DNA als verkoop'middel'
Miinome verdient zijn geld via het aantal keren dat een deelnemend bedrijf aangeklikt wordt door een ‘lid’. Wire stelt nog de vraag over de veiligheid van zo’n operatie, want Miinome kan wel beweren dat de genetische gegevens geanonimiseerd zijn, maar is dat ook zo? Hoe veilig zijn iemands genetische gegevens bij een webbedrijf en wat als ik van mijn ‘lidmaatschap’ af wil? Verdwijnen die genetische gegevens dan ook radicaal van internet?
Het ‘lek’ hoeft niet eens bij Miinome te zitten. Internetters zijn nogal slordig. Het blijkt uit recent Frans onderzoek dat websurfers zeggen zich bewust te zijn van de risico’s van internetgebruik, maar dat ze zich in de praktijk toch heel onvoorzichtig gedragen. Een aanzienlijk deel, bijvoorbeeld, gebruikt steeds hetzelfde wachtwoord: 42%, bij jongeren onder de 25 zelfs 58%.
Bron: Wire en Le Monde

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

Dubbele dubbele helix in cel zou kanker bevorderen

Geplaatst op door
Beantwoorden

Een onderzoeksgroep aan de universiteit van Cambridge, geleid door Shankar Balasubramanian, heeft in menselijke cellen vierstrengig DNA aangetoond. Normaal komt DNA voor als een dubbele helix (tweestreng). Wat de functie van de ‘vierstreng’ is, is onbekend, maar het vermoeden bestaat dat die een rol speelt in het ontstaan van kankercellen. Met behulp van fluorescerende antilichamen kwamen de onderzoekers er achter dat de vierstrengen vooral voorkomen in de de synthesefase, wanneer het DNA wordt gedupliceerd alvorens de cel zich deelt. Dat zou een interessante waarneming kunnen zijn voor het ontwikkelen van een kankertherapie, zo meldt Spiegel on line. Volgens Balasubramanian komen de quadruplexstructuren vooral voor in snel delende cellen, zoals kankercellen. In kankercellen zou het grote aantal DNA-vierstrengen bijdragen aan de groei van tumoren. Wanneer die groei zou kunnen worden tegengehouden, zou de ontwikkeling en vermenigvuldiging van kankercellen kunnen worden gestopt of tenminste geremd, zo is de verwachting. Het is, blijkens hun artikel in Nature Chemistry, de onderzoekers inderdaad gelukt het onstaan van vierstrengen te temperen.