DNA als indicator voor chemische reacties

DNA als indicator

Of biomoleculen iets met elkaar doen s met behulp van DNA-indicatoren vrij simpel te achterhalen (afb: Nature)

Het ontrafelen van dat velebomenbos aan chemische reacties die in biologische systemen plaatsvinden is niet simpel. Uitzoeken of en, zo ja, hoe biomoleculen met elkaar reageren is een heidense klus. Onderzoekers van, onder meer, het Wyss-instituut van de universiteit van Harvard hebben, zijn op het idee gekomen om stukjes DNA te gebruiken als een soort indicator voor een biochemische reactie. Dat maakt de zoekklus wat minder heidens en vooral goedkoper, denken de onderzoekers.
Lees verder

Vreemde aminozuren veiligheidsklep gentech

Niet-natuurlijk aminozuur

Church gebruikte L-4,4′-bifenylalanine als extra, niet-natuurlijk aminozuur.

Alle eiwitten in het leven zijn opgebouwd uit 20 verschillende aminozuren. Niet meer dan dat. Bij genetische manipulatie ontstaat altijd de mogelijkheid dat die veranderde of nieuwe organismen ‘rare’ dingen gaan doen. In de jaren 70 en 80 woedden daar heftige discussies over. Als je nu zorgt dat die nieuwe organismen gebruik maken van andere dan de natuurlijke 20, dan heb je een prima veiligheidsklep tegen mogelijke genetische miskleunen, dacht de bekend synthetisch bioloog George Church van de Harvard-universiteit en verbouwde op die manier een Escherichia coli-bacterie. Zo’n bacterie overleeft niet in een natuurlijke omgeving, omdat de voor het beestje noodzakelijk aminozuren daar niet voorkomen.
Lees verder

Machines bouwen met DNA

DNA-scharnier

Het DNA-scharnier blijkt ook echt te werken. Links een beeldje uit de TEM-video (afb: OSU)

Onderzoekers van de universiteit van Ohio hebben met behulp van natuurlijke en synthetische stukjes DNA nanomachientjes gebouwd die ook echt schijnen te werken. “De natuur maakt gebruik van ontzettend ingewikkelde moleculaire machines op nanoschaal en een belangrijk doel van de bionanotechnologie is de functie daarvan na te bouwen”, zegt onderzoeker Carlos Castro, een werktuigbouwkundige en ruimtevaartingenieur. Hij en zijn medeonderzoekers namen de klassieke werktuigbouw als inspiratiebron. Lees verder

DNA-reparatie-eiwit als mogelijk kanker’medicijn’

Reparatie van beschadigd DNA

Reparatie van beschadigd DNA

Onderzoekers van de particuliere Case Western Reserve-universiteit in Cleveland (Ohio, VS) denken met een tweesporenbenadering een geducht wapen tegen kanker te hebben. Het eerste spoor is het stimuleren van de aanmaak van het tumoronderdrukkende eiwit 53BP1, waarna de kankercellen het pad naar hun vernietiging inslaan. De finale afmakers zijn toch weer bestraling en/of chemotherapie. 53BP1 speelt een belangrijke rol in het herstellen van schade aan DNA.  Er is weer sprake van een ‘doorbraak’, maar voorlopig moet het idee allereerst nog in dierproeven zijn deugdelijkheid aannemelijk maken.
Lees verder

Stukje ‘duister’ DNA opgehelderd met een rekenmodel

Splitsingsmutatie

Een mutatie in het DNA (rode XXX) zou er toe kunnen leiden dat een bepaald deel van het DNA niet wordt afgeschreven naar het RNA, waardoor er een verkeerd eiwit wordt aangemaakt (afb: Olena Shmahalo/Quanta Magazine)

Als we het over DNA en genen hebben, dan hebben we het over maar 1 à 2% van dat waanzinnig lange molecuul (uitgerekt zo’n 2 m lang). In het hele ingewikkelde huishouden spreekt die 98, 99% ’terra incognita’ een belangrijke en nog lang niet  doorgronde rol. Het bepaalt, bijvoorbeeld, hoe het DNA wordt afgeschreven dat het pre-RNA oplevert, dat vervolgens door ‘splitsing’ (splicing, in het Engels) van een deel van dat pre-RNA wordt omgezet in boodschapper-RNA (ook aangeduid met m-RNA). Onderzoekers in Canada hebben met behulp van de computer en kunstmatige intelligentie uitgezocht hoe dat splitsen kan leiden tot fouten (=ziektes). Autisme en darmkanker, bijvoorbeeld, zouden daar hun oorsprong (kunnen) vinden.

Lees verder

Ook lussen in DNA doen er toe

Van DNA naar chromosoom

Het DNA-molecuul zit met zijn 1,8 m in een kern gepropt van 10 micrometer

Ooit was de genetica een simpel rekensommetje dat door Gregor Mendel was ontdekt. De Nederlander Hugo de Vries maakte de boel een stuk ingewikkelder, maar met de ontdekking van de structuur van het DNA waren we er uit, dachten we. We zijn ons DNA en als we dat molecuul hebben ontcijferd hebben we de blauwdruk voor het leven. Niet dus. Er bleek nog zoiets als epigenetica te bestaan, waarbij genen aan- en uitgeschakeld worden en het wordt allemaal nog ingewikkelder. Ook de lussen het genoom doen er toe. Onderzoekers hebben dat ‘lussoom’ (nucleoom) voor het eerst enigszins in kaart gebracht.
Lees verder

Met CRISPR-Cas9 geen genen knippen maar sturen

CRISPR-Cas9 met gids-RNA en doel-DNA

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

CRISPR-Cas is een bacterieel moleculair complex dat gebruikt wordt om heel nauwkeurig genen uit DNA te knippen, maar onderzoekers van MIT in Cambridge (VS) en uit Japan hebben ontdekt dat daarmee ook de expressie (=activiteit) van genen is te sturen. 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

Nieuwe techniek om genen in te bouwen

PITCh-kikker

Met de PITCh-techniek bouwden de onderzoekers een gen in in de cellen van de kieuw van een kikkerembryo

Onderzoekers van de universiteit van Horosjima zeggen een nieuwe techniek te hebben ontwikkeld om effectief en precies genen in te bouwen. Die techniek, PITCh gedoopt, zou niet alleen toe te passen zijn bij cellen maar ook bij hele organismes zoals zijderupsen en kikkers. De techniek zou de doelmatigheid van het veranderen van DNA verbeteren, zo stellen de onderzoekers. Ze gebruiken de nieuwe methode in combinatie met ‘conventionele’ DNA-bewerkingstechnieken als TALEN en het verfijndere CRISPR/Cas9.
Lees verder

Het leven voor RNA en DNA ontdekt (?)


XNAPhilipp Holliger en collega’s van de universiteit van Cambridge (VK) hebben een niet-natuurlijke ‘DNA’-streng gemaakt, waarbij de basen dezelfde zijn, maar de suikers anders dan bij DNA. Het bleek de onderzoekers ook dat die XNA-moleculen (waarbij de X staat voor xeno, Grieks voor vreemd) kunnen fungeren als enzymen, stoffen die reacties versnellen en/of mogelijk maken. Een theorie over het ontstaan van leven stelt dat de voorlopers van DNA en RNA zowel informatie konden opslaan als ook konden fungeren als enzymen. Zal het raadsel over het ontstaan van het leven ooit ontraadseld worden? Holliger: “Ons werk toont aan dat RNA en DNA niet beslist noodzakelijk zijn voor leven.” Lees verder