Uitlezen DNA gebruikt voor diagnose doodzieke jongen

Joshua Osborne

Joshua Osborne met zijn vader (foto: NYT)

De 14-jarige Joshua Osborn lag in een Amerikaans kinderziekenhuis. Zijn hoofd zwol van de toevloed van hersenvloeistof, maar de artsen hadden geen flauw idee wat daarvan de oorzaak was. Ten einde raad stelden ze de ouders voor een experimentele nieuwe technologie toe te passen om achter de oorzaak te komen. Californische onderzoekers zouden in de hersenvloeistof op zoek gaan naar genetisch materiaal van de mogelijke ziekteverwekker. De onderzoekers van de universiteit van Californië in San Fransisco hadden binnen 48 uur de boosdoener te pakken: een of andere duistere bacterie. Toen die eenmaal ‘geïdentificeerd’ was, was de hersenontsteking met behulp van penicilline binnen een paar dagen genezen. Een nieuwe manier om een diagnose te stellen waar andere methodes hadden gefaald lijkt geboren. Lees verder

Proteoom: over onmogelijke genen en genen die ‘zoek’ zijn

ProteoomEen Duitse en een Amerikaanse onderzoeksgroep hebben alle gegevens van eiwitten die in mensen hun levensvatbare werk doen in kaart gebracht. Er ontbreken er nog wel een paar. Zo’n 90% van de menselijke eiwitten, tezamen het proteoom genoemd, zouden in die twee ‘catalogi’ staan. Opmerkelijk is dat enkele eiwitten door genen worden gecodeerd die er niet zouden mogen zijn en andere volledig ontbreken. Het is hier al vaker gezegd: het leven blijft verbazen. Lees verder

DNA-code (b)lijkt niet nagelvast

DNA-codeSommige dingen in heel ingewikkelde systemen zijn of lijken erg eenvoudig. Het systeem dat leven heet is knap ingewikkeld en ook het eindeloze DNA-molecuul in elke menselijke cel kent vele geheimen en donkere krochten, maar het leek toch duidelijk hoe dat molecuul codeert. Elke drietal opeenvolgende ‘letters’ van het vier letters tellende DNA-alfabet (A, C, G, T) staat voor een aminozuur. Die code wordt via boodschapper-RNA overgebracht op de eiwitfabriek, het ribosoom, waar het eiwit wordt geassembleerd. Zogeheten start- en stopcodons vertellen het ribosoom waar te beginnen en waar op te houden. Dat beeld blijkt niet helemaal te kloppen. Soms blijken start- of stopcodons (een codon is een trits nucleotiden achter elkaar) genegeerd te worden, ontdekte Natalia Ivanova van het het genoominstituut van het Amerikaanse ministerie van defensie van Walnut Creek (Cal) bij bacteriën. Er staat niet wat er staat. Lees verder

“Niet robots maar ’technisch leven’ de toekomst”

Joi Ito

Joi Ito van het medialab van het MIT

Robots hebben al lang onze wereld overgenomen, althans delen daarvan. Er zijn mensen die oprecht menen dat er een soort gedragscode of misschien wel wetgeving moet komen over de omgang met robots. Vergeet de robots, zegt Joi Ito van MIT’s medialab. Het zal in de toekomst gaan om ’technisch leven’ of ‘levende techniek’, de symbiose tussen techniek en levende systemen, stelt Ito in een gesprek met Wired tijdens het eerste Solid-congres vorige week.

Dat congres ging over het zacht- en hardgoed (soft- & hardware) dat in steeds meer apparaten gestopt wordt, waarbij de mens/machinecommunicatie vrij ondergeschikt is (als ik het goed interpreteer). De bits ontmoeten de atomen, zou je kunnen zeggen en voor de MIT-er is levende materie (technisch leven), de combinatie van dood en levend materiaal, de volgende stap. De ontwikkeling van nieuwe apparatuur (hardgoed) is volgens Ito onderhevig aan veranderingen in de mondiale bevoorradingsketen. Grote bedrijven in die keten als Apple en Motorola, die furore maakten met hun iPads en Android-chips, richten zich nu (ook) op nieuwe bedrijfjes. Productie en verdeling worden steeds meer opgedeeld in stukjes en geautomatiseerd en daar kunnen die bedrijfjes inspringen. “Hardgoed is lastiger dan zachtgoed. Dat is niet de wereld van het laaghangende, makkelijk te oogsten fruit als in Silicon Valley, maar ik denk dat mensen beseffen dat er een paar grote overwinnaars zullen zijn. Daar willen ze bij zijn.”
Google is wat dat betreft natuurlijk duidelijk in beeld. Dat bedrijf ‘knoeit’ met zelfsturende auto’s en ‘allesziende’ brillen. Ito: “Google zegt heel slim dat ze geen zelfsturende auto hebben ontwikkeld, maar een bestuurder.” Het gaat om de manier van denken over een ding als een intelligent systeem, niet als object. Volgens Ito komen daar de heisa rond de massadata en de webwolk bij elkaar in de harde wereld.

Bij MIT’s medialab is het samensmelten van digitale intelligentie en de rest van de wereld altijd een belangrijk deel van het verhaal geweest, is zijn stelling. Een leidraad die moet leiden tot betere, nuttiger en prettiger manieren voor mensen om om te gaan met technologie. DNA fascineert Ito, informatie opgeslagen in een levend systeem. De kosten om die informatieblokken van het leven te manipuleren dalen veel sneller dan de goede oude Moore ooit voorspelde voor kiezel (silicium). “Verlaging van kosten drijft innovatie. Ik denk dat biotechniek er snel aan komt. Je moet dan niet alleen denken aan biologische informatica, maar ook aan informatica in de biologie.”
Ito geeft het voorbeeld van een bacterie die als chemische sensor werd gebruikt. Een reactie van het micro-organisme zou een elektrisch stroompje kunnen genereren waardoor een draadloos signaal wordt verzonden. Studenten hadden dat systeempje niet ontwikkeld voor de gein, maar omdat elk onderdeel de beste oplossing was: het elektrische deel voor zijn grote doelmatigheid en om het signaal te versturen en het biologische om zijn nauwkeurigheid en lage energieverbruik. Ito denkt dat zicht (gezichtsvermogen, zien/waarnemen) een beloftevol terrein is voor natuurkundig/biologische samenwerking met de informatica.
Hij is zich er terdege van bewust dat knutselen met leven grote risico’s inhoudt. De onsterfelijkheid zou naken, maar ook uitsterving door biokrakers. De samensmelting van leven en schroeven kan in zijn ogen alleen een succes zijn als alle aspecten worden meegenomen, van netwerkveiligheid tot de milieugevolgen. Ontwikkelaars en uitvinders zouden hun vindingen aan de andere kant zo snel mogelijk moeten blootstellen aan de harde wereld. Dat dwingt ze om na te denken over de mogelijke effecten van hun vindingen. Dat noopt tot samenwerking. “Veel wetenschap en technologie is er op gericht de natuur te overwinnen en profijt te halen op kosten van het systeem. Als je jezelf als onderdeel van dat systeem beschouwt met verantwoordelijkheden en wisselwerkingen, dan krijg je een ander soort gevoeligheid.”

Bron: Wired

Ziekte van Alzheimer mogelijk te bestrijden

Susan Farr (univ. v. Saint-Louis)

Susan Farr van de universiteit van Saint-Louis

Onderzoek bij muizen heeft laten zien dat met behulp van een RNA-blokkerend molecuul (de zogeheten antisenstherapie), ontwikkeld aan de universiteit van Saint-Louis, de ziekte van Alzheimer een halt zou kunnen worden toegeroepen. De RNA-blokker zou, bij muizen, ook de ontsteking verminderen in dat deel van de hersens dat verantwoordelijk is voor leren en geheugen (de hippocampus). De RNA-blokker zou er voor gezorgd hebben dat het leervermogen, het geheugen en het gedrag van de muizen weer herstelden. Lees verder

DNA-sensor werpt licht op kanker

DNA-zuursensor

Door de verhouding van de basentripletten TAT/CGC te veranderen is de DNA-sensor ‘instelbaar’ op zuurgraad (afb: JACS)


Je moet toch wat om de aandacht te trekken en kanker doet het goed. Er had net zo goed kunnen staan “…werpt licht op zuurgraad (pH)…”, want daar hebben we het eigenlijk over. Onderzoekers van de universiteit van Rome Tor Vergata en van Montréal (Can) hebben van DNA een pH-sensor gemaakt die zeer kleine verschillen in zuurgraad kan detecteren en dan, naar wens, licht kan geven. Kankercellen schijnen een iets andere zuurhuishouding te hebben dan gezonde cellen. Vandaar die, niet door mij bedachte, kop.
Lees verder

Een bacterie met twee extra DNA-letters gemaakt

DNA6

Een DNA-streng met zes (in plaats van vier) nucleotiden. X en Y zijn de ‘vreemde eenden’. (afb: New Scientist)

Synthetische biologie is er niet in de eerste plaats op gericht om bestaand leven te ‘repareren’ maar vooral om nieuw leven te creëren. Het leven maakt maar een bescheiden gebruik van de chemische mogelijkheden die er bestaan. Zo zijn eiwitten opgebouwd uit, ten hoogste, twintig verschillende aminozuren, terwijl er vele malen meer aminozuren bestaan (of te bedenken zijn) en DNA maakt voor de opbouw maar gebruik van vier verschillende nucleotiden, die louter verschillen in de base. Een uitdaging, dus. Nu heeft een groep rond Floyd Romesberg van het Scripps-instituut in La Jolla (VS) een E. coli-bacterie voorzien van een DNA-streng met twee extra basen/nucleotiden:  d5SICS en dNaM. Het schijnt de bacterie, die er normaal toch al een los DNA-‘regime’ op na houdt, niet erg te deren. Lees verder

Knutselen aan genoom met CRISPR/Cas wordt preciezer

RNA-geleide Fok1-nucleases

Inactieve Cas9 (blauw) wordt door gids-RNA naar de juiste plek op DNA geleidt, waar Fok1-nucleases (geel) het knipwerk doen (afb: Joung)

Onderzoekers van het algemeen ziekenhuis in Massachusetts, onderdeel van de Harvard-universiteit, hebben het zogeheten CRISPR/Cas-systeem om genveranderingen aan te brengen zodanig aangepast dat het risico op misproducties aanzienlijk kleiner is geworden, zo valt te lezen in Nature Biotechnology. Ze gebruikten daarvoor twee gids-RNA’s.”Dit systeem combineert het gemak van het breed toegepaste CRISPR/Cas-systeem met een dimerisatie-afhankelijke nuclease-activiteit, hetgeen leidt tot een grotere graad van nauwkeurigheid”, zegt onderzoeker Keith Joung, “Een hoger nauwkeurigheid is essentieel voor de klinische toepassing in de toekomst van deze nucleases en de nieuwe eiwitten die wij beschrijven zouden van grote betekenis kunnen zijn voor het therapeutisch redigeren van het genoom.” Lees verder

Hoe een klein derde chromosoom zulke grote gevolgen heeft

Trisomie 21

Dat kleine derde chromosoom heeft invloed op alle genen van het hele genoom

Mensen met drie 21-chromsomen hebben krijgen de ziekte van Down. Ze werden vroeger mongolen genoemd vanwege de door deze trisomie veroorzaakte uiterlijke kenmerken. Hoe het mogelijk is dat een extra exemplaar van een klein chromosoom zulke verstrekkende gevolgen kan hebben is niet bekend. Onderzoekers van de universiteit van Genève  rond Stylianos Antonarakis hebben een poging gedaan wat licht in de duisternis te brengen.

Lees verder

Dierproeven zeggen lang niet alles

Dierproeven vaak 'misbruikt'

Het ALS-instituut vond grote verschillen tussen de gepubliceerde onderzoeksgegevens (blauwgroen) en de eigen gereproduceerde gegevens (zwart) (afb: Nature)

Hebben we net (weer eens) het schandaal aan de orde gesteld dat farmaceutische bedrijven de boel vaak belazeren, komt het Franse dagblad Le Monde op zijn webstek met het verhaal dat er veel geld wordt weggesmeten aan klinische proeven van (gedachte) medicijnen of behandelmethoden die bij muizen werken, maar bij mensen niks uit halen. Le Monde spreekt over de honderden miljoenen die er gemoeid zijn met dit ‘schandaal’, die er verspild worden met de klinische proeven met deze voor de mens nuttelozen geneesmiddelen of -wijzen. Le Monde schrijft het  naar aanleiding van een artikel in het wetenschapsblad Nature van Steve Perrin, verbonden aan het ALS-instituut in het Amerikaanse Cambridge (ALS is een verwoestende spierziekte) . Perrin constateert dat veel van die dierproeven methodologisch niet deugen.
Lees verder