Zo’n 15 genen maken mensenhersens ‘uniek’

herseninhoud van mensachtigen

De ontwikkeling van de menselijke hersens is de laatste 2 miljoen jaar fenomenaal geweest


Onderzoekers van het Max Planck-instituut voor moleculaire celbiologie en genetica in Dresden hebben een gen gevondenARHGAP11B genoemd, dat zorgt voor de ‘unieke’ complexiteit van een deel van de menselijke hersens, de neocortex. In dat deel van de hersens huist het vermogen tot praten, redeneren en zintuigelijke waarneming, een belangrijk deel van de vaardigheden die mensen apart zetten in de dierenwereld. Muizenembryo’s die het gen kregen ’toegediend’ ontwikkelden grotere hersendelen en sommige muizenhersens kregen het gerimpelde oppervlak van menselijke hersens. De onderzoekers schatten dat zo’n 15 genen de menselijke hersens ‘uniek’ maken. Lees verder

Vleesetende plant verbaast met klein maar fijn genoom

Blaasjeskruid

Een elektronenmicroscoopopname van blaasjeskruid Utricularia gibba 

Het is niet noodzakelijk zo dat groot beter is. De vleesetende plant Utricularia gibba (blaasjeskruid is een wonder van genetisch ‘vernuft, terwijl dat plantje maar een klein genoom heeft. Het plantje leeft in waterige omgeving en heeft geen wortels. Het vangt zijn prooi met ‘valletjes’ die gebruik maken van onderdruk. Het vreemde is dat het plantje meer genen bevat dan planten als druif of koffieplant, maar dat die genen op een veel kleiner DNA-molecuul huizen.
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

Genen op afstand sturen via radiogolven

Genen sturen via ferritine en ionkanaal

Een niet erg duidelijk plaatje van ferritine (blauw) dat via een eiwit (groen) is gekoppeld aan het ionkanaal (rood). (afb: Rockefeller-universiteit)

Genen op afstand besturen zonder draden, implantaten of chemicaliën, voor onderzoekers lijkt dat ideaal. Onderzoekers van, onder meer, de Amerikaanse Rockefeller-universiteit hebben met behulp van elektromagnetische golven en magneetvelden bij muizen de productie van insulineproducerende cellen ‘aangezet’. Daartoe koppelden ze een natuurlijk ijzerhoudend eiwit, ferritine, aan een ionkanaal dat door warmte wordt geactiveerd.
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

Leeftijd van belang bij DNA-methylering

Yongmei Liu

Onderzoekster Yongmei Liu

Of genen actief zijn (tot expressie komen) wordt (mede)bepaald door de methylering van het DNA, in feite een tweede ‘laag’ in de genetische codering die in het DNA ligt opgeslagen. Het schijnt te zijn dat die methyleringspatronen met het ouder worden veranderen. Wat dat precies betekent is de onderzoekers niet meteen duidelijk, maar het zou kunnen zijn dat die veranderingen in relatie staan met ouderdomziektes.
Lees verder

Genen te activeren met hersenkracht

HersenkrachtHet moet toch niet gekker worden. We hadden al vliegtuigjes die zich door hersengolven lieten besturen, maar nu zijn onderzoekers van de technische hogeschool in Zürich (ETHZ) rond de bekende synthetisch bioloog Martin Fussenegger, er, als de verhalen kloppen, in geslaagd de activiteit van genen te sturen met ‘hersenkracht’. Dat schijnt tenminste gelukt te zijn bij celkweken en ook muizen. De techniek zou gebruikt kunnen worden om pijn te verzachten of epileptische aanvallen te neutraliseren, denken de Zwitsers.
Lees verder

‘Monster-DNA’ kankercellen ontraadseld

Chromosomenpaar 12

Chromosomenpaar 12

Bij kankercellen zijn niet alleen de cellen zelf ‘in de war’, maar is ook het erfgoed zelf danig veranderd. Het DNA  neemt monsterachtige proporties aan, waarbij de kankercelchromsomen een aantal keren groter zijn dan normale chromosomen. Australische onderzoekers denken nu ontdekt te hebben hoe dat komt. In hun verhaal speelt het uiteenvallen van (het menselijke) chromosoom 12 een belangrijke rol, gevolgd door een explosieve vermenigvuldiging en samensmelting van de brokstukken van dat chromosoom.

Lees verder

Onderzoekers ‘redigeren’ bloedstamcellen

CCR5

CCR5 (afb: Wiki Commons)

Onderzoekers van, onder meer, het stamcelinstituut van de Harvard-universiteit zouden voor het eerst de CRISPR-Cas9-techniek hebben gebruikt om het DNA van bloedstamcellen en afweercellen te redigeren. Ze deden dat om het HI-virus, dat AIDS veroorzaakt, onmogelijk te maken het afweersysteem te ruïneren. De onderzoekers houden wat betreft de waarde van hun methode om de schade van HIV te pareren nog een slag om de arm. Lees verder