Categorie archieven: Micro-organismen

De ideale genreparator ontdekt (?)

Geplaatst op door
Beantwoorden

Ik vrees dat het nog wel een tijdje zo zal gaan: onderzoeksgroepen die beweren dat ze hét middel of dé methode hebben gevonden. Nu zeggen twee Chinese Amerikanen, Zhonggang Hou van het Amerikaanse Morgridge-instituut en Yang Zhang van de Noordwest-universiteit in het blad van de Amerikaanse academie van wetenschappen (PNAS) dat ze een nieuwe techniek hebben ontwikkeld die veel simpeler dan bestaande technieken ‘foute’ genen zou kunnen repareren. “Hiermee is het mogelijk elk gendefect te herstellen, ook die welke verantwoordelijk zijn voor borstkanker, de ziekte van Parkinson en andere ziekten”, zegt Hou. “Doordat die techniek kan worden toegepast op menselijke pluripotente stamcellen opent die de mogelijkheid voor serieuze therapeuthische toepassingen.”
De onderzoekers maken voor hun ‘genreparator’ gebruik van de bacterie Neisseria meningitidis (veroorzaakt hersenvliesontsteking) als bron voor het eiwit Cas9, dat gebruikt wordt om de defecte genen weg te knippen. Zhang: “We zijn er in geslaagd dit eiwit te sturen met verschillende typen kleine RNA-moleculen, waardoor we in staat zijn heel nauwkeurig genen te verwijderen, te verplaatsen of te repareren. Dat is een stap vooruit in vergelijking met de bestaande technieken als de zinkvingernucleases en TALENs.” Deze technieken maken gebruik van synthetisch gemaakte knipeiwitten. Volgens Hou is het mogelijk met de nieuwe techniek in een paar dagen RNA te synthetiseren, waar dat in de ‘oude’ methoden weken tot maanden zou duren. Volgens James Thompson van het Morgridge-instituut, een van de co-auteurs, maakt deze techniek het mogelijk het hele brede scala aan mogelijkheden van de polypotente stamcel te benutten voor therapeutische doeleinden, maar ook voor het testen van geneesnmiddelen of voor biomedisch onderzoek. De methode zou ook veilig zijn. Andere reparatiemethden zouden nog wel eens last hebben van misknippen (het doorknippen van het DNA-molecuul op een verkeerde plaats). Dat zou bij de deze methode niet het geval zijn. De onderzoekers spreken zelfs van een routinematige labtechniek. Of dat werkelijk werkelijk zo is, zal nog moeten blijken. De praktijk is vaak een harde leermeester.

Bron: EureAlert

Zoektocht minimaal genoom zinloos (?)

Geplaatst op door
Beantwoorden

Wolluis leeft in symbiose met twee bacteriën
In de wolluis leeft een bacterie met het, tot nu toe bekend, kleinste genoom: 120 genen

Al lang zoeken synthetisch biologen naar organismen met een minimum aantal genen en naar nog minder: hoeveel genen zijn er nodig om een organisme in leven te houden? Recente studie van John McCutcheon van de universiteit van Minnesota naar het erfgoed van twee bacteriën die in symbiose leven met een insect (de wolluis) lijken te wijzen in de richting dat het zoeken naar hét minimale genoom zinloos is.

Lang is de bacterie Mycoplasma genetalium met zijn 475 genen (een mens heeft 20 000 voor eiwitten coderende genen en de bekende E. coli-bacterie heeft er zo’n 4100). De bij bacteriën genen te strippen die niet absoluut noodzakelijk zijn voor het voorbestaan van het organisme, bleek dat E. coli’s iets meer dan 300 ‘noodzakelijke’ genen hebben. Stripprocedures bij andere bacteriën uitgevoerd kwamen tot andere getallen, maar ook andere genen. Er was ruim 10 jaar geleden al een bacterie ontdekt die in symbiose leeft met een insect (een wolluis) die leeft van het sap van planten, met een nog kleiner genoom. De bacterie zet dat plantensap om in voor het insect bruikbare vormen als aminozuren en vitamines. Die bacterie, Tremblaya princeps, heeft maar 120 genen. In die bacterie bleek nog eens een andere bacterie te huizen, Moranella endobia, die weer 406 eiwitcoderende genen had. Die Tremblaya-bacterie kan niet zonder zijn gast, net zo min als de wolluis kan zonder zijn Tremblaya.

John McCutcheon van de universiteit van Montana is het erfgoed van beide bacteriën gaan analyseren, om erachter te komen wat die bacteriën aan elkaar hebben. Ze blijken het chemische werk voor het tot stand komen van aminozuren te verdelen, die vervolgens worden samengesteld tot eiwitten. Volgens McCutcheon is het insect in een lang verleden eens besmet geraakt met de Tremblaya. De bacterie hielp het insect bij de stofwisseling, terwijl ie zelf van voedsel én bescherming werd voorzien. Daardoor zou de bacterie de meeste genen zijn kwijtgeraakt. Toen de bacterie op zijn beurt werd ‘besmet’ door de Moranella raakte hij nog meer genen kwijt en kwam uit op die magere 120. Deze twee bacteriën zijn de enige die in de wolluis leven, maar de McCutcheon en zijn medewerkers troffen in het erfgoed van het insect genen aan die van oude bacteriële ‘gasten’ afkomstig moesten zijn. Dat betekent dat het insect genen van die bacteriën heeft ‘overgenomen’. Het zou zijn gebleken dat wel zes verschillende bacteriën erfgoed aan de wolluis hebben ‘afgestaan’. Deze studie zou aantonen dat de zoektocht naar hét minimale genoom zinloos is. De Tremblaya heeft een ‘minimaal genoom’ maar kan niet zonder zijn gastheer en mede-symbiont. Leven is geen geïsoleerd verschijnsel. Leven is afhankelijkheid en de levensvormen met, tot nu toe, het kleinste genoom kan alleen maar bestaan bij de gratie van andere (genomen).

Bron: New York Times

Succesvolle genmanipulator onder verdenking

Geplaatst op door
Beantwoorden

RNG-techniek onder verdenking
Synthetische biologie staat (en valt) met de vaardigheid het erfgoed te manipuleren (oneerbiedig gezegd: het knippen en plakken van genen). Synthetische eiwitten, zogeheten CRISPR Cas RGN’s, leken daarbij perfect gereedschap. Je kon, bij wijze van spreken, naar believen stukjes DNA op een bepaalde plek in het genoom plakken of het er uit verwijderen. Een truc die bacteriën gebruiken om virussen en andere ziekteverwekkers onschadelijk te maken.
Dat mooie gereedschap blijkt toch zijn kwalijke kantjes te hebben, zo blijkt uit onderzoek van een groep aan het algemeen ziekenhuis in Massachusetts. De plak-en-knip-eiwitten plakten niet alleen stukjes DNA op de beoogde plaatsen, maar ook elders. Dat betekent niet meteen dat dit mooie gereedschap in de vuilnisbak kan worden gegooid. “We zullen”, zei J. Keith Joung van het ziekenhuis, ” de methode moeten verfijnen.”
Het gereedschap bestaat uit een combinatie van instrumenten. Het enzym Cas9, de schaar, is gekoppeld aan een kort stukje RNA dat past op het beoogde stukje DNA. Zoals gezegd is de gentechniek ‘geleend’ van bacteriën. Die kopiëren stukjes genetische codes van virussen of andere indringers en plakken dat in hun eigen DNA. Als dezelfde indringer zich later weer meldt, wordt diens DNA, met behulp van Cas9 in combinatie met het in eigen DNA geplakte stukje genetische code, effectief onschadelijk gemaakt.
Sinds een jaar passen onderzoekers die methode nu toe op het erfgoed van fruitvliegjes, zebravissen, muizen en menselijke cellen. Deze techniek zou een stuk effectiever zijn dan andere technieken die worden gebruikt voor het veranderen van het erfgoed als zinkvingernucleases (ZFN’s) of transcriptie-activatorachtige effectornucleases (TALEN’s). RGN’s kunnen zo worden ‘geprogrammeerd’, dat ze op diverse plaatsen nieuwe stukjes DNA kunnen plakken.
Het ging volgens de onderzoekers niet alleen mis bij stukjes DNA die maar een paar nucleotiden verschillen van het beoogde stukje (dat zou je een ‘vergissing’ kunnen noemen), maar ook bij stukjes DNA die tot wel vijf nucleotiden verschilden van het stukje DNA dat in het genoom geplakt moest worden. Dat misplakken is niet waargenomen bij de andere genmanipulatietechnieken. Joung heeft er alle vertrouwen in dat de problemen met de RGN-techniek kunnen worden opgelost, zodat die ook kan worden gebruikt voor therapeutische doeleinden bij mensen.

Bron: Science Daily (plaatje addgene)

Gouden EMBO-medaille voor Thijn Brummelkamp

Geplaatst op door
Beantwoorden

Thijn Brummelkamp, onderzoeker aan het Nederlands Kankerinstituut, waar hij sedert 2011 werkzaam is, heeft vandaag de gouden medaille gekregen van de Europese organisatie voor moleculair biologisch onderzoek (EMBO) voor zijn onderzoek naar genen die betrokken zijn bij ziekten.
Brummelkamp ontwikkelde in 2002 een goedkope methode om, met behulp van RNA-interferentie, grote aantallen genen permanent te inactiveren. Hij ontwikkelde daartoe een korte haardspeldachtige RNA-vector (pSUPER), die de vorming van kleine RNAi-moleculen (de i is van interferentie) in zoogdiercellen stuurt. De methode wordt tegenwoordig in veel laboratoria toegepast en geeft onderzoekers de mogelijkheid gedetailleerde informatie te krijgen over de functie en rol van bepaalde genen in ziekten zoals kanker.
Gouden EMBO-medaille voor Thijn Brummelkamp Brummelkamp en zijn medewerkers onderzoeken ook hoe virussen en bacteriën zich een weg banen in cellen, waarbij ze er achter proberen te komen welke eiwitten verantwoordelijk zijn voor het ‘binnenlaten’ van de ziekteverwekkers in de cel. Uit dit onderzoek kwam, onder meer, naar voren dat het beruchte Ebola-virus daarbij gebruik maakt van een eiwit dat dienst doet als ‘vrachtwagen’ voor cholesterol. Met dit onderzoek is het mogelijk bepaalde bacteriële en virale infecties beter (want gerichter) te bestrijden.
Alom wordt de prijswinnaar lof toegezwaaid. “Van hem verwacht ik dat hij ook de komende jaren belangrijke ontdekkingen doet in de moleculaire biologie”, stelde Piet Borst van het NKI, tevens EMBO-lid, in zijn aanbevelingsbrief. In 2005 was Brummelkamp door het blad Technology Review van het befaamde Amerikaanse onderzoeksinstituut MIT uitverkoren tot topinnovator. Al eerder waren hem andere onderzoeksprijzen ten deel gevallen. De gouden medaille zal, met het prijzengeld van € 10 000, aan hem worden overhandigd op 22 september op een EMBO-bijeenkomst in Amsterdam.

Bron: EMBO

Mens gaat ten onder aan eigen technologie (?)

Geplaatst op door
Beantwoorden

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

E-coli’s produceren (een beetje) diesel

Geplaatst op door
Beantwoorden

E coli's maken diesel (foto BBC) Aan de universiteit van Exeter (Engeland) zijn onderzoekers onder aanvoering van John Love er in geslaagd een E-colie-bacterie genetisch zo te verbouwen dat ie diesel ging maken. De hoeveelheden zijn niet erg indrukwekkend (je hebt 1000 litermet E coli’s nodig om een theelepeltje diesel te krijgen), maar volgens Love is het een begin. Belangrijker is dat de genetisch verbouwde bacterie een brandstof produceert die qua chemische samenstelling ‘sprekend’ op een fossiele brandstof (diesel) lijkt. De meeste vormen van biobrandstoffen zijn niet direct bruikbaar in de conventionele automotor. Als bijmenging bij brandstof uit fossiele bron is dat nog wel te doen, maar niet ‘puur’. Om de automotor aan de praat te houden moeten er stoffen worden toegevoegd. De ‘diesel’ uit Exeter heeft, vertelt Love tegen de BBC wél de juiste samenstelling. De auto zou er niets van merken als Love’s diesel zou worden getankt in plaats van fossiele diesel.
Het is nu zaak de productie op te voeren. De assistent-hoogleraar geeft zichzelf drie tot vijf jaar om de beestjes, op een voedingsbodem van suiker, aan te zetten tot een hogere productie.

Bron: BBC

Nepbloedcellen zuigen gif op

Geplaatst op door
Beantwoorden

Liangfang Zahang (UC)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.
Nepbloedcellen absorberen een breed scala aan giffen“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 levert ‘superlijm’ (als kankerceldetector)

Geplaatst op door
Beantwoorden

Een eiwit dat door een vleesetende bacterie wordt gemaakt is door onderzoekers van de universiteit van Oxford (Engeland) gekraakt tot ‘superlijm’, die dienst zou gaan doen als ziektebestrijder, zo viel tijdens het 245ste congres van de Amerikaanse vereniging van chemici (ACS) te beluisteren. Met het eiwit besmet de bacterie in kwestie (Streptococcus pyogenes) andere cellen. De bacterie kan de zeldzame vleeseetziekte oftewel necrotiserende faciitis veroorzaken, die wordt gekenmerkt door moeilijk genezende ontstekingen. Volgens onderzoeker Mark Howarth was de lijm zo sterk dat de opstelling waarmee die sterkte gemeten moest worden kapot ging. Het eiwit heeft allerlei prettige eigenschappen. Het is bestand tegen hoge en lage temperaturen, tegen zuren en werkt snel. Het is het idee om met dit eiwit andere eiwitten te vangen om zo een rol te kunnen spelen bij het vroeg detecteren van kankercellen in het bloed.
De vleesetende bacterie Spy
Door het bewuste FbaB-eiwit in twee stukken te breken (een groot, een eiwit, en een klein, een peptide) ontstonden de twee basiscomponenten van de ‘lijm’. Het peptide werd SpyTag gedoopt de grote brok Spycatcher; Spy is de afko van de naam van de bacterie. Bij elkaar worden de ‘Spy’s’ de genoemde superlijm. De beide brokstukken van het FbaB-eiwit hechten aan miljoenen eiwitten. Howarth en zijn medewerkers gaan kijken of de ‘Spy’s’ van nut kunnen zijn bij het detecteren van rondzwervende tumorcellen. Tumoren ‘zaaien’ die cellen in het bloed, waardoor kankercellen zich door het lichaam verspreiden en elders dienen als kanker’haarden’.
De Spy-aanpak zou een grotere flexibiliteit hebben dan andere moleculaire lijmen, denkt Howarth. “Die flexibiliteit biedt ons verschillende manieren om eiwitten te merken en geeft ons de mogelijkheid eiwitten te detecteren voor diagnostische tests.” De onderzoekers werken samen met het Oxfordse transferbedrijf Isis Innovation om gegadigden te zoeken die geïnteresseerd zijn in toepassingen van de superlijm.

Bron: Eurekalert

Onderzoekers lenen ‘genschakelaar’ van bacteriën

Geplaatst op door
Beantwoorden

dr.Wendell Lim (universiteit van Californië, San Fransisco)Onderzoekers van de universiteit van Californië in San Fransisco hebben naar eigen zeggen een verfijndere manier gevonden om genen uit te schakelen. Het uitschakelen van genen wordt gebruikt in het onderzoek naar kanker en andere ziekten. Ook kan met deze, en soortgelijke, technieken een beter inzicht worden verkregen in het functioneren van het genetische systeem. De onderzoekers rond Wendell Lim leenden daarvoor een truc die bacteriën gebruiken om virussen te bestrijden, zo schrijven ze in het wetenschapblad Cell. De techniek wordt aangeduid met CRISPR-interferentie. Daarmee kan een aantal of afzonderlijke genen (tegelijkertijd) het zwijgen worden opgelegd.
Een jaar of tien geleden werd ontdekt hoe via het blokkeren van RNA de productie van bepaalde eiwitten kon worden voorkomen, de zogeheten RNA-interferentie. RNA-interferentie was goed voor een Nobelprijs. CRISPR-interferentie (een ‘onmogelijke’ afkorting voor clustered regularly interspaced short palindromic repeats: korte palindromische herhalingen van gegroepeerde regelmatige tussenruimtes; wat dat ook moge betekenen) werkt als een vaccin, waarbij het een stukje virus-DNA inbouwt. Zo kunnen bacteriën virussen herkennen en bestrijden. Waar bij RNA-interferentie het RNA wordt geblokkeerd, voorkomt het CRISPR-mechanisme dat dat RNA ‘geschreven’ wordt. Op die wijze kunnen cellen of, beter gezeg het DNA, ‘gereprogrammeerd’ worden. Lim doet onderzoek naar het effect van reprogrammeren van cellen bij het bestrijden van kanker.

Micro-organismen gevonden onder 800 m dikke ijslaag

Geplaatst op door
Beantwoorden

Water onder 800 m dikke ijslaag van WhillansmeerEen Amerikaanse onderzoeksgroep heeft micro-organismen gevonden onder een 800 meter dikke ijslaag van het Whillansmeer. Onder die ijslaag bevindt zich een laag met vloeibaar water van zo’n 0,5 graden onder nul. Er heerst totale duisternis. De micro-organismen zouden leven op minerale voedingsstoffen (“Ze eten rotsen.”). De omstandigheden waaronder deze micro-organismen zijn gevonden zouden overeenkomen met die die heersen op de ijzige manen van Jupiter en Saturnus. DNA-onderzoek bij de gevonden organismen moet uitwijzen hoe ze leven en tot welke ‘familie’ ze behoren.
Bron: Wissard