Genetische ‘architecten’ ontrafelen kronkels DNA

Inactief X-chromosoom met superlussen

Het inactieve X-chromosoom bevat reuzenlussen die verdwijnen als de DNA-sequentie DXZ4 wordt verwijderd (afb: Qanta Magazine)

Het menselijk DNA-molecuul is lang, uitgerekt bijna 2 m. Dat immense molecuul moet in een kern gepropt worden van enkele micrometers (duizendste mm). Hoe werkt dat en vooral hoe moet dat opgepropte molecuul worden afgelezen om RNA-kopieën te kunnen maken om eiwitten te produceren? Onderzoekers hebben het onvolprezen bacteriewerktuig CRISPR/Cas9 gebruikt om er achter te komen hoe het DNA-molecuul ligt opgekruld in de kern. Lees verder

Supercomputer wijst p53 aan als veelbelovend kankermedicijn

Stampedesupercomputer

De Stampedesupercomputer van de universiteit van Texas

Het eiwit p53 schijnt een hoofdrol te spelen bij kanker en is daarom een belangrijk doelwit van hedendaags kankeronderzoek. Rommie Amaro en medeonderzoekers gebruikten de Stampede-supercomputer van de universiteit van Texas in Austin om dat belangrijke eiwit en zijn moleculaire omgeving eens helemaal door te rekenen op atomair niveau, waarbij zo’n 1,5 miljoen atomen zijn ‘meegenomen’. Ze wilden er achter te komen hoe dat eiwit in elkaar zit en functioneert. Zo ontdekten ze nieuwe ruimtes in het eiwitmolecuul via welke p53 weer te reactiveren zou zijn. Dat geeft hoop op een krachtige en effectieve kankerbehandeling, denkt Amaro. Lees verder

Excel ‘schuldig’ aan fout gennamen?

Excel-logoIk zou bijna zeggen: hoe dom kan je zijn. Volgens onderzoekers is het rekenbladprogramma Excel van Microsoft ‘schuldig’ aan nogal wat fouten in de verslaggeving van genonderzoek. Dat programma zou automatisch gennamen hebben omgezet in datums. Zo zou Septin 2 automatisch zijn omgezet in September 2. Dat lijkt me nogal een lullig verwijt, aangezien dat onmiddellijk duidelijk moet zijn geweest (hoeveel eiwitten/genen hebben maandnamen?). Bovendien, dacht ik, zijn dat soort instellingen te wijzigen, zoals Microsoft ook aanvoert. Lees verder

Genoom bacterie drastisch herschikt tot 57-codon E. coli

Een tekening van een 57-codon E. coli

Zo kan zo’n gereprogrammeerde Escherichia coli er uit zien (afb: Chris Bickel)

Kijk, in principe is het allemaal niet zo geweldig lastig. Je pakt een bacteriegenoom, dat veel simpeler is dan van eukaryote cellen zoals die van mensen, en je knipt en plakt er op los. Ik neem aan dat de onderzoekers rond George Church bij het verbouwen van DNA van een Escherichia coli-bacterie met meer overleg te werk zijn gegaan, want het volledige nieuwe beestje is immuun voor virussen en kan coderen voor vier niet-natuurlijke eiwitten.
Dat beestje, 57-codon E. coli de farmaceutische en andere industrieën miljarden besparen, heet het, maar gaat toch meer over de greep die de mens inmiddels heeft gekregen op het genoom. De nieuwe, veilige bacterie zou voor allerlei industriële doeleinden kunnen worden gebruikt en ook eiwitten kunnen produceren die in de natuur niet bestaan. Dit is pas het begin. Wanneer is de mens aan de beurt? Lees verder

Homologe genen vinden elkaar zonder hulp (lijkt het)

Homologe recombinatie

Links het schema van de homologe recombinatie bij een DNA-breuk. Rechts het simpelweg aan elkaar plakken van de gebroken delen

Identieke stukken DNA kunnen elkaar vinden zonder dat ze daarbij geholpen hoeven worden door andere stoffen. Die theorie bestond al, maar nu schijnen onderzoekers van het Imperial College in Londen en van de Amerikaanse Harvard-universiteit dat te hebben aangetoond aan stukjes dubbelstrenging DNA. Het zou de vierde onafhankelijke demonstratie in glas zijn (dus niet in de cel), waarbij die aantrekking tussen dezelfde basevolgorde op het DNA is aangetoond en daarmee een nieuw bewijs dat de homologe gebieden op, dubbelstrengig DNA elkaar ‘herkennen’. Dat zou dan toch nog eerst in een levende cel moeten worden bewezen. Lees verder

Genen te activeren met synthetische Cas9-eiwitten

George Church, de 'aartsvader' van de synthetische biologie

George Church, de ‘aartsvader’ van de synthetische biologie (afb: Harvard)

CRISPR/Cas9 is niet alleen een van bacteriën geleend systeem om genen te vervangen, maar ook om genen te activeren, waardoor de bijbehorende eiwitten (meer) worden geproduceerd. Hoe je met welke synthetische Cas9-eiwitten welke genen activeert is nu eens in een artikel in Nature bij elkaar gezet door synbiocoryfee George Church van de Harvard-universiteit en de zijnen: een nieuw hoofdstuk in het handboek in genetisch knutselen. Lees verder

Genexpressie resultaat voortdurende dialoog in cel

Ccr4-Not regelt genexpressie en nog veel meer

Het Ccr4-Not-complex regelt veel zaken van levensbelang voor de cel (afb: John Reese/PennState)

Het kan natuurlijk ook niet anders. Op de een of andere manier moet de informatie dat er een tekort aan een bepaald eiwit inde cel is worden doorgegeven aan de celkern, waar het desbetreffende gen wordt geactiveerd. Zwitserse en Duitse onderzoekers hebben nu uitgevogeld dat er een voortdurende discours is tussen de kern met het DNA-molecuul en het cytoplasma ( de rest van de cel). In die dialoog speelt het eiwitcomplex  Ccr4-Not een wezenlijke rol. Lees verder

Nieuwe manier om ’troep-DNA’ interpreteren

De wisselwerking tussen versterkers (enhancers) en genen

Zo ongeveer koppelen versterkers (2) aan het te activeren gen (3). Het enzym RNA-polymerase (7) zorgt voor het kopiëren van het gen in boodschapper-RNA (afb: Wiki Commons)

Maar een klein deel van DNA codeert voor eiwitten, de rest is troep (junk) dacht men ooit. Dat blijkt inmiddels niet waar te zijn, maar hoe dat nu wel in elkaar steekt is nog verre van duidelijk. Onderzoekers van de Gladstone-instituten in San Fransisco (VS) hebben een techniek bedacht, TargetFinder gedoopt, om dat zogenaamde ’troep-DNA’ van het menselijke genoom te kunnen interpreteren in de hoop en verwachting dat dat iets oplevert om tot nu toe moeilijke geneesbare ziektes te kunnen behandelen.
Lees verder

Kunstmatig eiwit redt stervende cellen

Kunstmatige eiwitten

Een aantal synthetische eiwitten in schema. De letters staan voor de aminozuren (afb: PlosOne)

Cellen die het natuurlijke SerB-gen niet hebben blijken te gaan groeien met behulp van een kunstmatig eiwit SynSerB. Dat kunstmatige eiwit neemt niet de taak van het ontbrekende eiwit over, maar stimuleert een ander eiwit dat te doen. Het leven op moleculair niveau lijkt steeds maakbaarder te worden. We hebben hierbij overigens over E. coli-bacteriën, die vaker optreden in genetische proefnemingen.
Lees verder

Met synthetisch gen en magneten gedrag veranderd

zebravisjes

Zebravisjes met dat synthetische gen dansten in een magnetisch veld

Je zou bijna zeggen: het spel is op de wagen, synthetische biologie gaat (veel) verder dan het wat genetisch bijschaven van micro-organismen. Onderzoekers van de universiteit van Virginia in de VS hebben muizen en vissen opgezadeld met een synthetisch gen, dat met behulp van (uitwendige) magneetvelden te manipuleren is. De onderzoekers hebben het dan over het behandelen van hersenziektes als Parkinson en schizofrenie, maar ik denk dan toch aan heel andere dingen: manipuleren van levende wezens met behulp van, in dit geval, magneetvelden. Het verhaal zou in Nature Neuroscience zijn verschenen, maar ik kan het daar niet vinden Lees verder