Een ingekleurde rasterelektronenmikroskoopopname van virusdeeltjes op een witte bloedcel (lymfocyt)
Nog net niet de finale klap voor HIV
Beantwoorden
Categorie archieven: Geen categorie
Parkinsonpatiënt heeft misschien baat bij eigen stamcellen
Uit eigen stamcellen ontwikkelden zich gezonde neuronen (links). Niet eigen stamcellen gaven een afweerreactie (rechts) (foto: Cell)
Geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC) gemaakt van eigen volwassen cellen houden de belofte in dat ze wel eens van grote therapeutische waarde kunnen zijn. Er bestaan echter ook grote twijfels of dat inderdaad zo is. Die eigen stamcellen willen zich nog wel eens ontwikkelen tot kankercellen en dan komt de patiënt natuurlijk van de regen in de drup. Onderzoek met iPS-cellen bij knaagdieren, liet zien dat het eigen afweersysteem die eigen stamcellen aanvallen. Opmerkelijk is dat dat bij primaten niet zo is. Lees verder
‘Geheugen’ cel deels ontrafeld
Cohesine speelt een rol in het geheugen van de cel (afb. Cell)
Cellen hebben een geheugen, maar hoe dat werkt was nog niet bekend. Onderzoek aan het Zweedse Karolinska-instituut heeft tenminste een deel van die sluier opgelicht. Het blijkt dat eiwitringen die zich rond het DNA draperen deel uitmaken van het celgeheugen.
Cellen delen zich, pakweg, elke 24 uur. Het is wezenlijk dat de dochtercel een kopie is van de moedercel. Transcriptiefactoren, zoals veel in het leven zijn dat (een bepaald type) eiwitten, zorgen ervoor dat de cel een specifieke functie heeft en behoudt. Een spiercel blijft, na deling, een spiercel, een levercel een levercel enz. Het rare is dat bij elke celdeling het specifieke transcriptiefactorpatroon, dat dus borg staat voor het type cel, verdwijnt en dat dan zowel de moedercel als de dochtercel weer het juiste patroon moet zien te krijgen. Dat dat gebeurt is de zorg van het celgeheugen.
Zoals gezegd was tot voor kort, ondanks veel onderzoek, niet duidelijk hoe de cel dat klaarspeelt. “Het probleem is dat er in een cel zoveel DNA is dat het voor transcriptiefatoren onmogelijk is om in korte tijd hun weg terug te vinden”, zegt Jussi Taipale van het Karolinska-instituut en van de universiteit van Helsinki. “Nu hebben we een mogelijk mechanisme gevonden dat verklaart hoe het celgeheugen werkt, dat de cel helpt onthouden waar de transcriptiefactoren zich moeten binden.” De onderzoekers hebben de resultaten van hun onderzoek gepubliceerd in het blad Cell.
Het bleek uit hun onderzoek dat een groot eiwit, cohesine genaamd, zich als een ring om beide DNA-strengen ‘drapeert’, die gevormd worden bij de celdeling. Die eiwitringen markeren de plaatsen op het DNA waar de transcriptiefactoren waren gebonden. De eiwitringen vormen geen beletsel voor de, andere, eiwitten die zorgen voor de verdubbeling van de strengen (de replicatie). Er is dan maar één ring nodig om de juiste hechtingsplaatsen voor de transcriptiefactoren op twee DNA-strengen te markeren. Om er helemaal zeker van te zijn dat het gaat zoals de onderzoekers denken dat het gaat, is meer onderzoek nodig. “Maar de uitkomsten van de experimenten ondersteunen ons model”, stelt mede-onderzoeker Martin Enge. De onderzoekers hebben ook ‘kaarten’ gemaakt van de transcriptiefactorpatronen van de diverse cellen in het lichaam, de uitgebreidste tot nu toe.
Transcriptiefactoren spelen niet alleen een belangrijke rol in het vastleggen van het celtype, maar kunnen, dat is de andere kant van de medaille, een rol spelen bij het ontstaan en voortwoekeren van, al of niet erfelijke, ziektes. De ontdekking dat cohesine praktisch aan alle regelsequenties op het DNA bindt, zou van dat eiwit een aanwijzer kunnen maken welke delen van DNA ziekteverwekkende mutaties bevatten. “Nu analyseren we eigenlijk alleen de DNA-sequenties in de genen, ongeveer 3% van het genoom. De meeste locaties die kanker kunnen veroorzaken liggen elders”, zegt Enge. “We kunnen die niet op een betrouwbare manier analyseren, daar is het DNA-molecuul simpelweg te groot voor. Door nu alleen die sequenties te analyseren die aan cohesine binden, ruwweg 1% van het genoom, zou het ons mogelijk maken om aparte mutaties te analyseren en ons veel beter in staat stellen die schadelijke mutaties te identificeren.”
Bron: Science Daily
Mens gaat ten onder aan eigen technologie (?)
Mensen denken niet erg na over het verdwijnen van de soort (mens dus). Er verschijnen meer artikelen, bij wijze van spreken, over het kweken van lobelia’s dan over het verdwijnen van de mensheid, terwijl we weten dat de Homo Sapiens slechts sedert een, geologisch gesproken, korte wijle op deze aardbol vertoeft. In Oxford is een heus instituut dat zich bezighoudt met de Toekomst van de Mensheid waar ze uiteraard over dit soort zaken nadenken. Nick Bostrom, directeur van het instituut en van Zweedse origine, kleurt de situatie wat heftig in, zo valt bij de BBC te lezen. “Als we er naast zitten, dan kan dit de laatste eeuw van de mensheid zijn.” In de rest van het artikel preluderen diverse sprekers op het mogelijke, nadere einde van de mensheid, maar maken op geen enkele wijze duidelijk hoe dat er dan zou kunnen uitzien. Opgevroten door zelf gecreëerde bacteriën? Aangevallen door hoogintelligente robots? Vermoord door dolgedraaide beursprogramma’s?
De mensheid zal niet zo gauw sterven door pandemieën of natuurrampen, denken ze in Oxford. Ook kernoorlogen, hoe verschrikkelijk ook, zullen niet het einde van de mens als soort betekenen, denkt Bostrom, maar we hebben nu technologische mogelijkheden die een bedreiging vormen voor het voortbestaan van de mensheid zoals niet eerder voorgekomen.
Die vooruitgang heeft ons het stuur uit handen geslagen, vindt de Zweed. Hij heeft het dan over ontwikkelingen op gebieden als nanotechnologie, synthetische biologie en kunstmatige intelligentie. Synbiologie belooft vooruitgang op medisch terrein, maar wat de risico’s zijn bij het ‘oprekken’ van het leven, valt niet te voorzien. Dat geldt ook, mutatis mutandis, voor nanotechnologie en kunstmatige intelligentie, denkt Bostrom.
Seán O’Heigeartaigh, een geneticus bij het instituut, trekt een vergelijking met de programma’s die in aandelenbeurzen worden gebruikt. Die kunnen directe en verwoestende gevolgen hebben voor de echte economie en echte mensen. Het kan allemaal gebeuren met de beste bedoelingen. “Het is niet waarschijnlijk dat iemand met opzet iets schadelijks maakt, maar er is altijd een risico dat iets in een andere omgeving wel schadelijk wordt. We ontwikkelen zaken die goed fout kunnen gaan. Met zulke krachtige technologie moeten we goed beseffen wat we weten, maar vooral wat we niet weten.” Hij heeft dus wel vertrouwen in de mensheid. Of dat terecht is is nog maar de vraag. De Ier zegt geen paniek te willen zaaien, maar te willen wijzen op de risico’s van wat we doen.
Het wordt allemaal nog ingewikkelder en onoverzichtelijker als we kijken naar ontwikkelingen op het snijvlak van die drie genoemde technologieën: wat als nanotechnologie, synbiologie en kunstmatige intelligentie bij elkaar komen? Daniel Dewey, vroeger werkzaam bij Google, stelt dat de explosie van (kunstmatige) intelligentie, de computers steeds minder voorspelbaar en minder beheersbaar heeft gemaakt. “Met die technologieën kunnen kettingreacties ontstaan, waarbij je uitgaande van heel weinig bronnen iedereen op de wereld kunt treffen.”
Ook de universiteit van Cambridge wil men een studie opzetten naar toekomst van de mensheid. Engelands Koninklijke Sterrenkundige Martin Rees, een eretitel, steunt de plannen meer onderzoek te doen en daartoe een apart instituut op te richten. “Mensen maken zich druk om individuele risico’s, maar hebben moeite grote gevaren te herkennen.” Rees gaat in het BBC-verhaal vooral in op de gevaren van synbiologie. “De ontwikkeling van nieuwe organismen voor landbouw en geneesmiddelen kunnen onverwachte bijeffecten hebben. Onze wereld is meer verbonden dan ooit. Nieuws en geruchten verspreiden zich razendsnel. Daarom zullen de gevolgen van een fout of van terreur groter zijn dan in het verleden.”
Voor Bostrom zit het probleem in het gat tussen wat we kunnen en wat we begrijpen. “Wij hebben het verantwoordelijkheidsgevoel van een kind, terwijl we technologisch de mogelijkheden van volwassenen hebben.” Met andere woorden: we zien het gevaar niet. We staan voor grote veranderingen. Dat kan volgens Bostrom eindigen in een katastrofe of een grotere greep op de biologie dan we nu hebben.
Bron: BBC
Nepbloedcellen zuigen gif op
Je kunt een schadelijke bacterie bestrijden, maar je kunt ook de bedreiging onschadelijk maken. Er zijn nogal wat bacteriën die schade aanrichten door gif te produceren. Ook bij slangenbeten of wespensteken is het gebruikte gif de boosdoener. Bij de universiteit van Californië hebben onderzoekers een oplossing bedacht door dat probleem direct bij de horens te vatten: vang dat gif weg met nepbloedcellen. Die ‘cellen’ leveren hun giftige lading vervolgens af bij de lever, waar gif en nepbloedcellen onschadelijk worden gemaakt.
De nepbloedcellen zijn uiterst kleine sponsjes (in de orde van nanometers; 1 nm is eenmiljoenste mm) die, om het afweersysteem te ‘misleiden’, zijn voorzien van een membraan van een rode bloedcel. De beruchte ‘ziekenhuisbacterie’ MRSA, E-coli’s, wespen- en slangengif boren zich in hun cellen, bij voorkeur de rode bloedlichaampjes. Als rode bloedlichaampjes ‘vermomde’ nanosponsjes ondergaan datzelfde lot, maar zorgen er zo voor dat het gif (via de lever) uit het lichaam verdwijnt.
“In plaats van dat we voor elk gif met een speciale therapie moeten behandelen, kunnen nu een breed scala aan toxines bestrijden”, zegt onderzoeksleider Liangfang Zhang, “inclusief MRSA en andere resistente bacteriën. De onderzoekers gaven muizen een nomraal gesproken dodelijke injectie met het MRSA-gif alfahemolysine die vooraf waren ingeënt met nanosponsjes, bleef 89% van de proefdieren (muizen) in leven. Werden de nepbloedcellen na toediening van de dodelijke dosis gif ingespoten, dat overleefde 44% van de muizen het.
De onderzoekers werken nu aan een goedkeuring voor therapieen voor mensen.”
De nepbloedcellen worden gemaakt van het membraan van echte rode bloedlichaampjes. De nanosponsjes zjn alleen veel kleiner dan de bloedcellen: 85 nm. Uit een membraan zijn duizenden nanosponsjes te maken. De hoeveelheid gif die de sponsjes kunnen bevatten, is afhankelijk van het gif. Bijengif (mellitine) wordt tien maal zo effectief opgenomen als alfahemolysine.
Bron: Eurekalert
Bacterie regelt bioklok dwerginktvis
De wereld van de biologie zit vreemd in elkaar en we zijn nog maar net bezig te ontdekken hoe vreemd. In de wateren rond Hawaii leeft een kleine inktvis (zo’n 3 cm klein) waarbij de biologische klok wordt gestuurd door bacteriën. De inktvis (deftig Euprymna scolopes) leeft overdag verstopt in het zand en jaagt ’s nachts op kreeftjes aan het zeeoppervlak. Omdat het inktvisje dan een makkelijke prooi zou zijn voor roofdieren zoals zeehonden, heeft dat een eigen, blauwe verlichting, waardoor het diertje moeilijker te zien is in het maanlicht. Dat licht komt niet van het beestje zelf, maar wordt verzorgd door in symbiose mikro-organismen, die bovendien verantwoordelijk zijn voor de biologische klok van de inktvis.
Margaret McFall-Ngai van de universiteit van Wisconsin (VS) ontdekte dat bij de inktvis zonder de bewuste Vibrio fischeri-bacteriën het klokgen niet actief is. Het zou kunnen zijn dat het blauwe licht het gen aanschakelt, maar dat bleek niet waar te zijn. De bacteriën zorgen er daadwerkelijk voor dat het klokgen wordt aangeschakeld, ook als ze door genetische verandering hun vermogen tot bioluminescentie zijn kwijtgeraakt.
De ‘genschakelaar’ bleek een stof te zijn, waarmee de bacteriën hun ‘geurvlag’ afgeven voor soortgenoten. Het klokgen van reageerde op die stof, daar hoefden geen bacteriën voor aanwezig te zijn. Volgens McFall-Ngai is het voor het eerst dat bewezen is dat een bacterie het dagritme van zijn gastheer regelt. Dat maakt het volgens de onderzoekster bijzonder spannend, omdat alle dieren (ook mensen) het klokgen escry1 hebben. Zou bij ons mensen de darmflora ook een rol spelen bij het regelen van ons bioritme? Dat vergt uiteraard nadere studie. Wordt vervolgd.
Bron: bdw
THz-golven beschadigen DNA, maar herstellen het ook weer (lijkt)
Terahertzgolven wordt een mooie toekomst toebedacht op het gebied van doorlichting voor, bijvoorbeeld, veiligheidsdoeleinden of het maken van inwendige plaatjes omdat het geen schadelijke (ioniserende) straling zou opleveren. Onderzoekers van de universiteit van Alberta (Canada) hebben echter ontdekt dat korte, krachtige pulsen schade toebrengen aan DNA, maar ook de productie van eiwitten bevorderen die helpen bij het repareren van die schade.
Het blijkt dat voor het scheiden van de DNA-strengen, belangrijk voor de transcriptie, terahertzgolven een rol spelen. De theorie zegt dat uitwendige terahertzgolven die inwendige trillingen kunnen versterken. Het blijkt nu dat uiterst korte pulsen de DNA-strengen in menselijke huidcellen kapot kunnen maken. Elke puls bevat een hoeveelheid energie die ten minste 10 miljoen keer groter is dan die wordt gebruikt in medische beeldapparatuur.
De pulsen werden ‘afgevuurd’ op stukjes synthetisch vervaardigd menselijk huidweefsel, met cellen die zich konden delen en die stofwisselden. De DNA-schade werd bepaald aan de hand van een gefosfyleerd histon (H2AX; een histon is een bouwsteen van chromatine), dat wordt gevormd als DNA kapot is. Dat histon werd inderdaad aangetroffen bij bestraalde cellen. Daarnaast bleek ook een verhoogde concentratie van eiwitten te zijn ontstaan, die tumorvorming onderdrukken en de celcyclus reguleren. Dat zou betekenen dat de aangebrachte schade weer snel zou zijn hersteld. Effecten op de langere termijn werden niet bekeken. Het ging om de bestudering van een situatie 30 minuten na blootstelling. Het is echter de bedoeling ook de schade over de langere termijn te bestuderen, zodat ook kan worden nagegaan hoe snel het euvel weer verholpen is. Ook zijn er plannen te onderzoeken of met terahertzgolven kankercellen kunnen worden bestreden. “Elk middel dat DNA beschadigt heeft mogelijkheden als kankertherapie”, zegt onderzoekster Lyubov Titova.
Afbraak RNA in kaart gebracht
Het was al duidelijk dat RNA door het exosoom wordt afgebroken, maar nu hebben onderzoekers aan het Max Panck-instituut voor biochemie in Martinsried (bij München) tot in detail uitgevogeld hoe die afbraak in zijn werk gaat. Dat exosoom gaat in alle levensvormen (dan hebben we het over eukaryoten, prokaryaten en archae, de drie typen cellen die we kennen) vrijwel op dezelfde te werk. Het exosoom is een soort van bestaand uit negen verschillende eiwitten. Daar wordt het af te breken RNA in ‘getrokken’. Het tiende eiwit dient als ‘schaar’ en knipt het RNA in stukken. Dat ‘vat’ is volgens Debora Makino van het instituut wezenlijk voor de afbraak. Dat zorgt er voor dat het RNA ontvouwen wordt en voorbereid voor het opknippen. Als een van de 10 benodigde eiwitten ontbreekt, is de cel niet levensvatbaar, stelt ze.
Een cel is een zeer efficiënt (quasi)kringloopsysteem. Er worden voortdurend stoffen afgebroken om weer dienst te doen als bouwstenen voor nieuw verbindingen. RNA heeft in een cel een groot aantal functies, waarvan de bekendste is het ‘aflezen’ van genen in het DNA en die (helpen) omzetten in eiwitten. Overtollig of defect RNA moet worden afgebroken. Ophoping van RNA beschadigt de cel.
Bron: MPI
Wereld van de synbio
We gaan er tegen aan. Waarom is er geen discussie over zo’n belangrijk thema als synthetische biologie. Hier stukkies en (natuurlijk) meningen.