Een Van Dale van de communicatie tussen cellen gemaakt

Communicatie tussen cellen

Er vindt een levendig berichtenverkeer plaats tussen de dieverse cellen in ons lichaam (afb: RIKEN-instituut)

Onderzoekers va, onder meer, het Japanse RIKEN-instituut hebben een soort verklarend woordenboek gemaakt van de communicatie tussen cellen. Een menselijk lichaam zou er zo’n  40 biljoen hebben, cellen. Ze deden dat door systematisch de relaties tussen ‘boodschappers’ zoals insuline en interferon en de receptoren te analyseren. Ze hebben zo’n kleine 2000 boodschapper/receptor-paren bekeken tussen 642 boodschappers en 589 receptoren. Dat geeft een beeld van hoe de rond belangrijkste 140 menselijke cellen in ons lichaam zich met elkaar verstaan. Lees verder

Misschien is leven toch niet ontstaan in RNA-wereld

Niet-RNA-wereld

Zo zou het leven zijn ontstaan volgend Loren Williams, waarbij enzymen en RNA samenwerken. Links de ontwikkeling volgens de theorie van de RNA-wereld.

Ter verklaring hoe het leven ontstaan is op aarde wordt onder mensen die daar mee bezig zijn vrij breed de theorie van de RNA-wereld aangehangen, waarbij RNA fungeerde als zowel enzym als informatiedrager (een functie die tegenwoordig is toebedeeld aan DNA). De Amerikaanse biochemicus Loren Williams vertelde vorige week op het astrobiologiecongres in Chicago dat hij, op goede gronden, twijfelt aan de juistheid van die theorie. Het ontwarren van de raadsels rond het ontstaan van het leven kampt met een hoog kip/ei-gehalte. Zo zijn enzymen nodig om nucleotiden te maken, de bouwstenen van RNA en DNA, maar om die te maken heb je genetische informatie nodig. Dus bedachten onderzoekers dat voor het ontstaan van leven er al RNA-moleculen waren. Dat lijkt op het verleggen van het probleem, maar voorlopig is de RNA-wereld de minst gammele theorie die we hebben. Lees verder

Is er leven buiten DNA?

Alkaanzee op Titan

Ligeia Mare op Titan bestaat uit vloeibaar ethaan en methaan en heeft een oppervlak van bijna 150 000 vierkante km (afb: NASA)

Voor het leven op aarde is DNA wezenlijk, maar al jaren vragen onderzoekers zich af of er ook leven mogelijk is zonder DNA of zonder water. Er wordt gespeculeerd dat polyethers in combinatie met koolwaterstoffen als butaan of ethaan in vloeibare vorm ook ‘levensvatbaar’ zouden kunnen zijn. Dan zou er leven kunnen zijn in de koolwaterstofoceanen op manen zoals Titan of op aardachtige planeten, speculeerden Amerikaanse onderzoekers.  Uit hun berekeningen kwam dat dat op Titan niet mogelijk is maar wel elders in het healal op manen en planeten. Lees verder

Knutselen aan menselijke embryo’s geen succes

Mneselijke embryo

Een menselijke embryo bestaand uit acht cellen

Niet zo heel lang geleden deden onderzoekers een oproep om in ieder geval voorlopig van het menselijk genoom af te blijven. Chinese onderzoekers van de Soen Jat sen-universiteit in Guangzhou hadden daar geen boodschap aan, zo blijkt uit een recente publicatie in het vakblad Protein & Cell. Je kunt er dan vergif op innemen dat er meer aan de gang is. Het is overigens al eerder gebeurd. In 2008 leidde genetische veranderingen aan menselijk erfmateriaal tot protesten. Het bijzondere aan dit onderzoek zou zijn dat er gebruik is gemaakt van de van bacteriën ‘geleende’ bewerkingstechniek voor DNA, CRISPR-Cas9. De synthetische biologie is, zoals te verwachten was, op gevaarlijk terrein terechtgekomen. Lees verder

RNA-wereld wint aan geloofwaardigheid

De vroege aarde

De vroege aarde

We doen vaak wel alsof, maar eigenlijk weten wij mensen nog niet zo veel. Al vele eeuwen proberen we een definitie van leven te verzinnen, maar die hebben we nog steeds niet. Hoe dat ‘ondefinieerbare’ leven is ontstaan weten we ook niet. Theorieën zijn er genoeg. Een daarvan is de theorie van de RNA-wereld. Onderzoekers van de Engelse universiteit van Cambridge rond John Sutherland ontdekten in 2009 dat met simpele uitgangsstoffen als acetyleen (ethyn) en formaldehyde (methanal) twee van de vier bouwstenen van RNA (de nucleotiden) zijn te vormen in de ‘oersoep’ zonder dat daar enzymen voor nodig zijn. Nu laten ze ook zien hoe die stoffen op hun beurt zijn ontstaan. De theorie van de RNA-wereld wint daamee aan geloofwaardigheid. Lees verder

Onbekend leven lijkt mogelijk op Titan

Het azotosoom van een Titan-cel

Het membraan van een cel zoals die op Titan zou kunnen voorkomen, bestaat vooral uit stikstofverbindingen (afb: James Stevenson)

Wolken, rivieren en zeeën, het is er allemaal op de Saturnusmaan Titan. Je zou zeggen dat die op de aarde lijkt, met dat verschil dat de vloeistof waar de zeeën en de rivieren uit bestaan geen water is maar vloeibare koolwaterstoffen zoals methaan en ethaan, maar hoogstwaarschijnlijk vooral ammoniak. De Titanatmosfeer bestaat voor 95% uit stikstof. Het is daar ook een stukje kouder dan op aarde, zo’n 180 graden onder nul. Toch denken wetenschappers dat er onder zulke ‘gruwelijke’ omstandigheden leven mogelijk is, tenminste in theorie. Leven hoeft natuurlijk niet de vorm te hebben die wij kennen. Lees verder

Al 3,2 miljard jaar leven op aarde (?)

3,2 miljard jaar oud gesteente

3,2 miljard jaar oud gesteente in Noordwest-Australië (afb: bdw)

Hoe het leven op aarde ontstaan is, is nog steeds onduidelijk, maar we weten zelfs nog niet bij benadering wanneer dat leven op aarde is ontstaan. Onderzoekers van de universiteit van Washington in Seattle denken, op basis van onderzoek aan oud gesteente in Australië en Zuid-Afrika te mogen zeggen dat 3,2 miljard jaar geleden al volop leven op aarde is geweest. In dat gesteente vonden ze indicaties van stikstofbinding door micro-organismen. Dat zou betekenen dat het leven op aarde zo’n miljard jaar eerder ontstond dan nu veelal wordt aangenomen. 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

Het leven had ‘mazzel’

Christoph Adami

Christoph Adami

Er wordt nog steeds druk gespeculeerd hoe het leven op aarde (of elders) is ontstaan. Welke weg ook is bewandeld: het leven heeft mazzel gehad. De kans dat er levende systemen ontstaan is uitzonderlijk klein, maar een wiskundige analyse van Christoph Adami van de staatsuniversiteit van Michigan laat zien hoe dat toch mogelijk is. Als de bouwstenen voor het leven niet gelijkmatig verdeeld zijn, dan stijgt de kans op leven met sprongen. De dobbelsteen was geprepareerd. zoiets.  Als het begin er eenmaal is, doet de evolutie de rest.
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