Knutselen aan genoom mens even ‘op sterk water’

CRISPR-Cas9 met gids-RNA en doel-DNA

Het Cas9-complex (blauw) ‘omarmt’ het gids-RNA (geel) en doel-DNA (rood) (afb: Bang Wong)

Onderzoekers op het gebied van menselijk erfgoed hebben onlangs in Washington afgesproken de nieuwe bewerkings-technieken voor het genoom voorlopig niet toe te passen op menselijke geslachtscellen of embryo’s die zijn bedoeld voor de voortplanting. Het gaat dan vooral om de CRISPR/Cas9-techniek waarmee het DNA vrij nauwkeurig kan worden ‘geredigeerd’. Onlangs werd er door verschillende, vooral Amerikaanse, onderzoekers opgeroepen tot de instelling van een moratorium, een pas op de plaats, bij dit onderzoek, onder meer naar aanleiding van Chinees onderzoek aan menselijke embryo’s.  Overigens mocht de overeenstemming geen moratorium genoemd worden.
Lees verder

Resistente malariamuggen wapen in strijd tegen malaria

Malariamuggen resistent tegen malaria

Plaatsen waar de ingeplante antilichaamgenen actief zijn lichten blauw op in de muggen (afb: Science)

Resistent gemaakte malariamuggen zouden een wapen in de strijd tegen malaria moeten zijn, zo bedachten onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Notre Dame in South Bend (VS). Daarbij gebruikten ze een relatief nieuwe techniek om het gen zo snel mogelijk en compleet door te geven aan de volgende generaties. Een enkele mug met een parasietblokkerend gen (de parasieten gaan niet dood) is dan genoeg om, in theorie, dat gen in een seizoen door de hele populatie te verspreiden. Voorlopig staat deze techniek, gendruk (gene drive in het Engels), nog erg ter discussie, zodat veldproeven nog moeten wachten. Lees verder

Model gebouwd om gedrag van DNA te simuleren

DNA-wenteltrapIn het Supercomputercentrum in Barcelona is, in samenwerking met labs in de VS en Groot-Brittannië, een simulatiemethode ontwikkeld, parmbsc1, om met, volgens de ontwikkelaars ongeëvenaarde precisie, structurele veranderingen in of de wisselwerking van DNA met eiwitten en medicijnen te verbeelden. Dat kan handig zijn als iets experimenteel moeilijk is uit te voeren, maar het is natuurlijk wel de vraag wat de waarde van de uitkomst van zo’n simulatie dan is. Lees verder

Planten resistent te maken met bacterieel afweersysteem

Appelmozaïekziekte

De appelmozaïekziekte wordt door virussen veroorzaakt

Er wordt heel wat genetisch sleutelwerk verricht om planten resistent te maken tegen allerlei dreigingen. Nu lijken onderzoekers van de Koning Abdoela-universiteit in Saoedi-Arabië. Ze leenden daartoe een bacterieel afweersysteem, het inmiddels befaamde Cas9-enzym, en plantten het bijbehorende gen over in het genoom van een tabaksplant (zou niet mijn eerste zorg zijn). Daarmee zouden de planten ongevoelig worden voor virusaanvallen. 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

DNA-reparatie blijkt ingewikkeld proces

Reparatie van DNA

Een vrij impressie van DNA-reparatie door S. Colmenares. Het heterochromatine wordt voorgesteld als de zon, met zonnevlammen waar de reparatie plaatsvindt door reparatie-enzymen (geel en blauw) (afb: Chiolo-lab)

Zo’n levende cel zit knap (en) ingewikkeld in elkaar. Ik word niet moe dat te zeggen. Een van de vele fraaie systemen in de cel is de DNA-reparatie om te voorkomen dat er gekke dingen gebeuren in die cel (en vervolgens mogelijk in het hele meercellige organisme). Dat gigantische molecuul, uitgerekt zo’n 2 meter (!), zit opgepropt in een kern met een membraan er omheen. Dat membraan blijkt niet alleen om het levensmolecuul te beschermen tegen ongewenste gasten, maar schijnt ook te helpen bij reparatie, zo ontdekten onderzoekers van de universiteit van Zuid-Californië. Onderzoekers van de Vanderbilt-universiteit in Nashville vonden dat het enzym glycosylase AlkD DNA repareert op een bijzondere manier. Het wordt allemaal knap ingewikkeld.

Lees verder

‘Verkeersagent’ in cel is chaotisch maar razendsnel

FG-Nup, de flexibele eiwtherkenner en verkeersagent

Verkeersagent FG-Nup heeft een razendsnelle edoch fexibele sleutel om eiwitten (NTR) te herkennen. Links de gebruikte onderzoekmethodes (afb: Cell)

In de cel is het een zooitje. Vele duizenden eiwitten wirrelen er door elkaar en houden toch, onder veel meer, de communicatie in stand tussen de kern en de rest van de cel. Hoe komt het dat die wirwar er toch voor zorgt dat er op tijd maatregelen genomen worden tegen, bijvoorbeeld, ongewenste verbindingen die de cel zijn binnengedrongen? Met behulp van deels computersimulatie, deels experimenten, denken onderzoekers nu het antwoord op die vraag te kennen. Het zeer bewegelijke eiwit FG-Nup kan zich binnen een miljardste seconde (zwak) hechten aan zogeheten kerntransportreceptoren (NTR) en zo bepalen of zogeheten transportreceptoren de poriën van het kernmembraan mogen passeren. FG-Nup fungeert in die communicatie als een soort verkeersagent. Lees verder

Duitsland academies roepen op tot voorzichtigheid met gentech

Genetisch knutselenWaren het onlangs Britse onderzoeksorganisaties die opriepen tot een publiek debat over het knutselen aan het menselijk genoom, nu hebben Duitse wetenschappelijke organisaties opgeroepen tot een bredere discussie over genetische manipulatie in een verklaring die als, in het Nederlands vertaalde, titel heeft: ‘De mogelijkheden en beperkingen van het bewerken van het genoom’. De aanleiding is dezelfde: de steeds verfijndere technieken die wetenschappers hebben om genetisch materiaal te bewerken. Lees verder

Andere eiwitten dan Cas9 gevonden om DNA te bewerken

De Cpf1-schaar voor bewerking DNA

De Cpf1-schaar werkt net even anders als Cas9 (afb: Cell)

CRISPR/Cas9 is de een paar jaar geleden ontdekte van bacteriën geleende ‘schaar’ waarmee DNA vrij nauwkeurig is te bewerken.  Cas9 is in feite de schaar die het beoogde stuk DNA weg knipt. Nu schijnt er een ander eiwit te zijn dat knipvermogen heeft: Cpf1. Waarschijnlijk zijn er meer, zo vermoeden onderzoekers van, voornamelijk, het MIT in Cambridge (VS) en de Harvard-universiteit. Lees verder

Eiwitsensoren gemaakt als hulp van afweersysteem

Oplichtende cellen

Rood betekent dat het eiwit is afgeleverd in een cel, die lichten groen op als een bepaalde DNA-sequentie in het cel-DNA werd gevonden (rechts) (foto: Shimyn Slomovic)

Onderzoekers van het MIT in Cambridge (VS) hebben een modulair systeem van eiwitten ontwikkeld, waarmee bepaalde DNA-sequenties (basenvolgorden) in zoogdiercellen kunnen worden opgezocht, waarna ze, indien gevonden, een reactie op gang kunnen zetten zoals de celdood. Dat systeem van eiwitsensoren zou kunnen worden ingezet tegen bedreigingen waar ons eigen afweersysteem het lastig mee heeft zoals virussen of kanker. Lees verder