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

De RNA-wereld lijkt weer een stukje waarschijnlijker

RNA-replicatie

Zo zou RNA-replicatie er uit kunnen zien

Onderzoekers zijn nog steeds op zoek naar de manier waarop leven is ontstaan. Als je nu naar de moleculaire samenstelling van een cel kijkt, het basiselement van een levend organisme, dan zie je een vreselijk ingewikkeld systeem. Hoe is dat begonnen? Een veel aangehangen idee is dat het met RNA begonnen, het ‘zuster’molecuul van DNA: de RNA-wereld. In die wereld had het RNA, onder meer, ook de pet op die DNA nu op heeft: de opslag van informatie. In die puzzel ontbrak nog wel het een en ander. Het lijkt er op dat er nu een belangrijk ontbrekend puzzelstuk is gevonden: de manier waarop RNA bijna alle RNA-moleculen kan produceren (behalve zichzelf). Lees verder

Nieuwe manier om afweer op te peppen

microRNA-moleculen regel genexpressie

MicroRNA-moleculen spelen ook een belangrijke rol in het sturen van het afweersysteem (afb: discoverymedicine.com)

Onderzoekers van, onder meer, de Xiamen-universiteit in China hebben ontdekt dat een bepaald microRNA-molecuul, miR-155, in staat is het afweersysteem aan te zetten tot het verdelgen van ziekteverwekkers. Op alle mogelijke manieren wordt bekeken hoe het ons afweersysteem is te ‘verbeteren’ in de strijd tegen allerlei ziektes zoals kanker en autoimmuunziektes als reuma. Daarbij wordt de laatste jaren vaak gekeken naar de mogelijkheden van immuuntherapie, waar afweercellen genetisch veranderd worden. Als miR-155 ook bij mensen goede resultaten oplevert, dan zou dit een mogelijkheid zijn om zonder genetische manipulatie onze afweer ‘op te peppen’. Lees verder

Foutcontrole in aflezen van RNA ‘hersteld’

Een omgekeerde transcriptase die zijn kopieerwerk ook controleert op fouten

Het RTX-enzym. De met rood aangegeven veranderde aminozuren zijn essentieel voor de controle, roze stukken zijn belangrijk. RNA is geel en DNA is in blauw aangegeven (afb: univ. van Texas)

Het systeem dat leven heet zit fabelachtig in elkaar, maar is niet zonder weeffouten. Zo’n driemiljard jaar geleden zou een ‘fout’ zijn ontstaan in de manier van aflezen van genetische informatie van RNA, die ons nog steeds parten speelt. Terwijl  de enzymen die DNA dupliceren, de DNA-polymerases het kopie nauwkeurig vergelijken met het origineel, doen zogeheten reverse transcriptases, die RNA omzetten in DNA, dat niet. Onderzoekers van de universiteit van Texas hebben een enzym gefabriceerd, RTX gedoopt, dat die fout repareert. Daarmee zouden RNA veel beter dan tot nu toe kunnen worden afgelezen. Dat zou de mogelijkheden van persoonsgerichte medicatie aanzienlijk vooruithelpen.
Lees verder

‘Nieuw’ CRISPR-systeem richt zich op RNA

Feng Zhang van MIT RNA en C2c2

Feng Zhang van MIT

De lof van het prachtige CRISPR/Cas9-systeem om DNA te bewerken is al vaak uitgesproken. Met dat van bacteriën geleende systeem is DNA heel precies te bewerken (genen verwijderen en/of toevoegen). Nu komen onderzoekers met een eveneens van bacteriën (Leptotrichia shahii) geleend CRISPR-systeem, C2c2 gedoopt, dat zich specifiek op RNA-moleculen richt, de ‘afdrukken’ van DNA, die, onder meer, verantwoordelijk zijn voor de productie van eiwitten. Voordeel van deze techniek zou zijn dat de veranderingen die daarmee worden aangebracht niet blijvend zijn en dat die nauwkeuriger en veelzijdiger is dan bestaande methodes als RNA-interferentie. Een mer à boire, denken de onderzoekers.
Lees verder

RNA-vaccin zet afweercellen aan kanker te lijf te gaan

Huidkanker

Huidkanker

Onderzoekers van de Radboud-universiteit hebben met succes een immuuntherapie beproefd op patiënten met huidkanker. Die kregen een zogeheten RNA-vaccin ingespoten (een stukje RNA van een kankercel), waardoor het afweersysteem aan de slag ging om de zieke cellen te verdelgen. Het ging slechts om drie proefpersonen, maar als de proef ook op grotere schaal succesvol is, dan zou deze vorm van immuuntherapie wel eens het strijdmiddel tegen alle kankertypen kunnen zijn. Zo ver is het overigens nog lang niet. Lees verder

Bouwstenen RNA ‘spontaan’ ontstaan in lab

Niet-RNA-wereld

Zo zou het leven zijn ontstaan volgens Carell

Hoe het leven is ontstaan wordt vooralsnog vooral op gespeculeerd. RNA zou bij de eerste levensvormen een cruciale rol hebben gespeeld, maar nog steeds is niet duidelijk hoe dat ingewikkelde molecuul spontaan heeft kunnen ontstaan. Nu hebben onderzoekers rond Thomas Carell van de Ludwig-Maximilian-universiteit in München een methode gevonden, waarbij ze uitgaan van mierenzuur en amnioprymidines, stoffen waarvan is aangetoond dat ze in de ruimte aanwezig zijn. Overigens wil dat nog steeds niet zeggen dat het leven zo begonnen is. Lees verder

Translatie in cel direct bekeken

De geboorte van eiwitten in beeld gebracht

Een plaatje uit het filmpje van Stasevich. Rood is RNA, blauw en groen eiwitten. De grote groene vlek op de achtergrond is de kern (afb: univv. Colorado)

Onderzoekers van de universiteit van Colorado hebben de translatie in een cel via een bijzondere microscoop rechtstreeks kunnen volgen. Translatie is het proces in de cel waarbij het boodschapper-RNA in het ribosoom wordt afgelezen en waaruit uiteindelijk eiwitten ontstaan. Cruciaal voor het resultaat was de microscoop die gebruikt werd.  Die werd gebouwd door onderzoeksassistent Tatsuya Morisaki en bestaat uit twee uiterst gevoelige camera’s en heeft geen bewegende delen.  Ook Robert Singer van het Albert Einsteincollege voor geneeskunde heeft, met andere middelen een soortgelijk resultaat bereikt.
Lees verder

Grenzen aan de evolutie van gencode

transfer-RNA-molecuul begeleidt aflezing-boodschapper-RNA

Varieerbaarheid in transfer-RNA-moleculen bepaalt de grens aan genetische codes (afb: Pablo Dans, IRB)

De evolutie staat nooit stil, maar er zijn grenzen. Spaanse onderzoekers denken te weten dat de genetische code zich ontwikkelde tot een maximum van twintig aminozuren, die het leven nu gebruikt om eiwitten op te bouwen. Dat zou volgens hen liggen aan het transfer-RNA, dat een rol speelt bij de vorming van eiwitten via het aflezen van boodschapper-RNA in het ribosoom (de zogeheten translatie). Die ‘maximalisatie’ van de genetische code zou zo’n 3 miljard jaar geleden hebben plaatsgevonden voor de gescheiden ontwikkeling van bacteriën, eukaryoten (cellen met een kern) en archaea (‘oerbacteriën’), aangezien alle levende organismen dezelfde genetische code gebruiken om eiwitten te produceren. Lees verder

RNA uitlezen geeft meer informatie over ziekte

Het uitlezen van RNA

Het uitlezen van RNA

RNA uitlezen zou veel meer informatie over het ‘mankement’ van een patiënt geven dan welke diagnosemethode ook, schrijven onderzoekers van het instituut voor translatiegenomie in Phoenix (VS) in een overzichtsartikel. Zij noemen RNA-uitlezing zelfs de kern van de ‘precisiegeneeskunde’, de op de patiënt afgestemde geneeswijze. Lees verder