EIndelijk: artimisinine op de markt

Geplaatst op door
Beantwoorden

Dit is beslist geen persstoppend artikel en het heeft nog knap lang geduurd: eindelijk nadat dat al jaren geleden was aangekondigd, zal er nu artimisinine op de commerciële markt worden gebracht, dat, met enige goede wil, het eerste echte biosynproduct zou kunnen worden genoemd. Twaalf jaar nadat Jay Keasling van de universiteit van Californië genen van een zomeralsem en een gist in het DNA van een bacterie had ingevoegd om een voorproduct van het malariamedicijn artimisinine te synthetiseren, kondigt het bedrijf Sanofi aan dat proces ook op industriële schaal in te gaan zetten. Daarvoor gebruikt het bedrijf overigens een gemodificeerd gist. Jay Keasling
De zomeralsem is de natuurlijke bron van het voorproduct van dit al in het oude China bekende geneesmiddel. Keasling, tegenwoordig ook onderdirecteur biowetenschappen bij het Lawrence Berkeley-lab, zal met zijn collega’s in Nature de sequentie van genen publiceren die zijn gebruikt om de gist als productieplaats voor het beoogde voorproduct te laten fungeren. Sanofi ontwikkelde een eigen fotochemisch proces om het voorproduct (artimisinezuur) om te zetten in artimisinine. Dat wordt vervolgens weer omgezet in het artesunaat en gemengd met een ander malariamedicijn om resistentie te voorkomen, de zogeheten ArtimisinineCombinatieTherapie (ACT). De eerste productiecapaciteit zal zo’n 35 ton bedragen. Het is de bedoeling dat die capaciteit in 2014 zal worden opgeschroefd naar 50 tot 60 ton, goed voor 80 tot 150 miljoen ACT-behandelingen. Jaarlijks sterven er wereldwijd zo’n 650 000 mensen aan de moerasziekte, vooral kinderen. Het aantal malarialijders loopt in de honderden miljoenen.
Bron: Eurekalert

Wien onderzeeërs door den ad’ren stroomt

Geplaatst op door
Beantwoorden

In een film uit 1966 (Fantastic voyage) schijnt het al voorspeld te zijn: robotjes of onderzeeërs die onze aderen en andere lichamelijke transportbanen als vaarwegen gebruiken. Een in het bloed ingespoten onderzeeërtje moest in de film een bloedstolling in de hersens verwijderen. Dergelijke kleine systemen, we praten dan over dimensies van duizendste of zelfs miljoenste van een millimeter, kunnen gemaakt worden, maar de aandrijving daarvan was altijd een probleem, zo viel te beluisteren tijdens een lezing op het 245ste jaarcongres van de Amerikaanse vereniging van chemici (ACS).
Micromotor aangedreven door waterstof
Joseph Wang van de universiteit van Californië vertelde zijn gehoor dat die barrière nu is geslecht. “We hebben voor het eerst micromotors en microraketjes gemaakt die de natuurlijke omgeving gebruiken als brandstofbron. Zo is de maag sterk zuur om het voedsel te verteren, maar je kunt dat zuur ook gebruiken als brandstof. Je produceert dan waterstof dat zorgt voor de voortstuwing. Gebruik maken van biocompatibele brandstoffen zorgt er voor dat gezond weefsel niet beschadigd wordt.” Wang ziet echter ook mogelijkheden voor die micro-apparaatjes op volstrekt ander terrein zoals het opruimen van olievlekken, het in de gaten houden van industriële processen of van de nationale veiligheid.
Zijn leerling Wei Gao beschreef twee zelfaangedreven microraketjes/-motors. Een buisvormige micromotor van zink, beweegt zich razendsnel (100 x zijn lengte van eenhonderdste mm per seconde). De voortbeweging komt van de bij de reactie van zink en het maagzuur ontstane waterstofbelletjes. Volgens Gao zou het ‘raketje’ ideaal zijn voor het afleveren van medicijnen of het wegsnijden van aangetaste cellen. Met een ook in het lab ontwikkelde aluminium micromotor, die water als ‘brandstof’ gebruikt, zou microchirurgie kunnen worden uitgevoerd. De drijvende kracht is, weer, waterstof. Het aluminium reageert met water en er ontstaat waterstof. Normaal gesproken biedt de ondoordringbare oxidelaag, die daarbij op het aluminium ontstaat, bescherming tegen verdere aantasting, maar door aluminium te legeren met gallium ontstaat er een brosse structuur die er voor zorgt dat aluminium en water ‘bij elkaar’ kunnen blijven komen waardoor de reactie op gang blijft. De aluminium micromotor zou ook dienst kunnen doen in milieu- en veiligheidstoepassingen, aldus Gao. “Voor het eerst hebben we micromotors die met drie verschillende brandstoffen kunnen werken: met zuren, met basen en met waterstofperoxide, afhankelijk van de omgeving waarin ze gebruikt worden.”
Er wordt gewerkt aan de verlenging van de levensduur van de microvaartuigjes en aan de aanpassing voor specifieke biomedische toepassingen. De onderzoekers zijn ook op zoek naar commerciële partners voor toepassingen in het echte leven.

Bron: Eurekalert; foto van blogs.discovery.com

Is het lichaam (in vivo) repareerbaar?

Geplaatst op door
Beantwoorden

Een groep Japanse onderzoekers rond Shoji Takeuchi van de technische universiteit van Tokio heeft een systeem ontwikkeld waarmee in het lichaam weefsels kunnen worden hersteld, zo viel te lezen in Le Monde. Ze gebruikten daartoe mikrovezels die gevuld (kunnen) worden met levende cellen en eiwitten. Met behulp van die gevulde mikrovezels zouden in vivo (in het lichaam zelf dus) spierweefsel, bloedvaten en hersencellen kunnen worden gerepareerd, schrijven de onderzoekers in een artikel in het blad Nature Materials. Zo zouden ze er in geslaagd zijn het glucosepeil bij een diabetische muis te stabiliseren door het, via mikrovezels, ‘implanteren’ van alvleeskliercellen in de nier van het muisje, die het voor de suikerhouding noodzakelijke insuline produceren.
Mikrovezels met levende cellen
Al langer wordt er gewerkt met microvezels op basis van een kunstmatige hydrogel, maar met deze gels lukte het niet cellen tot natuurlijke weefsels te vormen. Om dat wel voor elkaar te krijgen maakten ze gebruik van extracellulaire eiwitten als fibrine en collageen. Om zulke met cellen gevulde vezels te maken, is echter een stuk lastiger dan met hydrogel alleen. De onderzoekers maken hun mikrovezels in drie stappen. Eerst wordt met een soort mikroinjectienaald een hydrogelbuisje gemaakt. De eiwitten die nodig zijn om de mikrovezels geschikt te maken voor ‘bewoning’ van levende cellen, worden vervolgens toegevoegd plus de cellen. Daarna wordt de hydrogel, die slechts als mal heeft gediend, verwijderd. Tot nu toe zijn met drie typen eiwitten en tien celtypen op deze wijze met cellen gevulde mikrovezels gemaakt, klein in doorsnede maar tot wel een meter lang.
Naast de proef met de alvleeskliercellen hebben de onderzoekers ook mikrovezels met hartcellen van een rat gevuld. Die begonnen na drie dagen spontaan samen te trekken. Mikrovezels met endotheelcellen, die de binnenkant van bloedvaten bedekken, vormden na vier dagen een bloedvat. Op mikrovezels met hersencellen van een rat, groeide een netwerk van neuronen. De onderzoekers slaagden er ook in met behulp van drie mikrovezels, met een totale lengte van 2,5 m, een driedimensionaal weefsel te maken van 2 bij 1 cm. Dat bewijst, volgens hen, dat met behulp van gevulde mikrovezels complexe weefsels kunnen worden gemaakt. Die techniek zou nog verbeterd kunnen worden door gebruik te maken van mallen. Daarbij valt te denken aan bloedvaten of aan het ‘repareren’ van (delen van) hersenen, zo speculeren zij. Het onderzoek van Takeuchi en de zijnen is onderdeel van een breder onderzoekprogramma ‘biohybride innovatie dat wordt uitgevoerd in het kader van het Japanse Erato-onderzoeksprogramma.

Bron: Le Monde

Bacterie regelt bioklok dwerginktvis

Geplaatst op door
Beantwoorden

Dwerginktvis met koplampen De wereld van de biologie zit vreemd in elkaar en we zijn nog maar net bezig te ontdekken hoe vreemd. In de wateren rond Hawaii leeft een kleine inktvis (zo’n 3 cm klein) waarbij de biologische klok wordt gestuurd door bacteriën. De inktvis (deftig Euprymna scolopes) leeft overdag verstopt in het zand en jaagt ’s nachts op kreeftjes aan het zeeoppervlak. Omdat het inktvisje dan een makkelijke prooi zou zijn voor roofdieren zoals zeehonden, heeft dat een eigen, blauwe verlichting, waardoor het diertje moeilijker te zien is in het maanlicht. Dat licht komt niet van het beestje zelf, maar wordt verzorgd door in symbiose mikro-organismen, die bovendien verantwoordelijk zijn voor de biologische klok van de inktvis.
Margaret McFall-Ngai van de universiteit van Wisconsin (VS) ontdekte dat bij de inktvis zonder de bewuste Vibrio fischeri-bacteriën het klokgen niet actief is. Het zou kunnen zijn dat het blauwe licht het gen aanschakelt, maar dat bleek niet waar te zijn. De bacteriën zorgen er daadwerkelijk voor dat het klokgen wordt aangeschakeld, ook als ze door genetische verandering hun vermogen tot bioluminescentie zijn kwijtgeraakt.
De ‘genschakelaar’ bleek een stof te zijn, waarmee de bacteriën hun ‘geurvlag’ afgeven voor soortgenoten. Het klokgen van reageerde op die stof, daar hoefden geen bacteriën voor aanwezig te zijn. Volgens McFall-Ngai is het voor het eerst dat bewezen is dat een bacterie het dagritme van zijn gastheer regelt. Dat maakt het volgens de onderzoekster bijzonder spannend, omdat alle dieren (ook mensen) het klokgen escry1 hebben. Zou bij ons mensen de darmflora ook een rol spelen bij het regelen van ons bioritme? Dat vergt uiteraard nadere studie. Wordt vervolgd.

Bron: bdw

Rekenen met DNA? Ik weet het niet.

Geplaatst op door
Beantwoorden

Een groep onderzoekers aan de Stanford-universiteit rond Jerome Bonnet in Californië, met medewerking van de bekende synbioloog Drew Endy, heeft in Science beschreven hoe je met stukjes DNA in een bacterie logische schakelingen kunt maken. Dan gaat het om, zou je kunnen zeggen, de biologische variant van de zogeheten Booleaanse logica: de EN-, OF-, NEN-poorten enzovoorts. Meteen wordt er dan druk gespeculeerd over de ontwikkeling van de biologische computer, maar het ligt veel meer voor de hand dat deze schakelingen voor andere zaken zullen worden gebruikt, zoals voor diagnose (bijvoorbeeld bij kanker) of voor het induceren van bepaalde reacties (en dus maken van ‘producten’).
De onderzoekers noemen hun ‘biotransistors’ transcriptors en hun biologica BIL (Booleaanse integrase-logica; waarbij integrase een enzym is dat in de experimenten als ‘regelaar’ werd gebruikt). In de elektronica regelt een transistor de elektronenstroom, in de biologica doet de transcriptor dat met de ‘stroom’ (=werking) van een bepaald enzym; in de proefneming was dat RNA-polymerase, een enzym dat een rol speelt bij de transcriptie van DNA. Bonnet c.s. gebruikten een ander enzym (integrase dus) om de activiteit van RNA-polymerase langs de DNA-streng te reguleren (aan, uit te zetten). In de proefnemingen betekende dat er dan al of niet een groen fluorescerend eiwit (GFP) werd geproduceerd, een duidelijk zichtbare signaalstof die vaker wordt gebruikt om effecten van genactiviteit te controleren. Drew Endy vertelt zelf op YouTube hoe die biologica in elkaar steekt, maar daarmee wordt niet echt duidelijk hoe de onderzoekers te werk zijn gegaan.
Een genetische EN-poort
Op npr.org legt Geoff Brumfiel het, voor leken, wat beter uit. Het komt er op neer dat in een DNA-streng de transcriptor wordt ingebouwd. Als die transcriptor ‘dicht’ is, dan kan RNA-polymerase niet zijn transcriptiewerk doen, staat de transcriptor ‘open’, dan gebeurt dat wel en wordt er, dus, GFP geproduceerd. Door nu twee transcriptors achter elkaar te zetten, kan je, bijvoorbeeld, een EN-poort maken, waarbij elk van de transcriptors door een bepaalde stof wordt geregeld (de transcriptor wordt door de integrases losgeknipt en omgedraaid).
Bron: Cees Dekker

THz-golven beschadigen DNA, maar herstellen het ook weer (lijkt)

Geplaatst op door
Beantwoorden

Terahertzvlek van 1,5 mm
Terahertzgolven wordt een mooie toekomst toebedacht op het gebied van doorlichting voor, bijvoorbeeld, veiligheidsdoeleinden of het maken van inwendige plaatjes omdat het geen schadelijke (ioniserende) straling zou opleveren. Onderzoekers van de universiteit van Alberta (Canada) hebben echter ontdekt dat korte, krachtige pulsen schade toebrengen aan DNA, maar ook de productie van eiwitten bevorderen die helpen bij het repareren van die schade.
Het blijkt dat voor het scheiden van de DNA-strengen, belangrijk voor de transcriptie, terahertzgolven een rol spelen. De theorie zegt dat uitwendige terahertzgolven die inwendige trillingen kunnen versterken. Het blijkt nu dat uiterst korte pulsen de DNA-strengen in menselijke huidcellen kapot kunnen maken. Elke puls bevat een hoeveelheid energie die ten minste 10 miljoen keer groter is dan die wordt gebruikt in medische beeldapparatuur.
De pulsen werden ‘afgevuurd’ op stukjes synthetisch vervaardigd menselijk huidweefsel, met cellen die zich konden delen en die stofwisselden. De DNA-schade werd bepaald aan de hand van een gefosfyleerd histon (H2AX; een histon is een bouwsteen van chromatine), dat wordt gevormd als DNA kapot is. Dat histon werd inderdaad aangetroffen bij bestraalde cellen. Daarnaast bleek ook een verhoogde concentratie van eiwitten te zijn ontstaan, die tumorvorming onderdrukken en de celcyclus reguleren. Dat zou betekenen dat de aangebrachte schade weer snel zou zijn hersteld. Effecten op de langere termijn werden niet bekeken. Het ging om de bestudering van een situatie 30 minuten na blootstelling. Het is echter de bedoeling ook de schade over de langere termijn te bestuderen, zodat ook kan worden nagegaan hoe snel het euvel weer verholpen is. Ook zijn er plannen te onderzoeken of met terahertzgolven kankercellen kunnen worden bestreden. “Elk middel dat DNA beschadigt heeft mogelijkheden als kankertherapie”, zegt onderzoekster Lyubov Titova.

DNA als verkoop’middel’?

Geplaatst op door
Beantwoorden

Er zijn mensen die zich zorgen maken over de inbreuken op hun privésfeer op internet. Via je surfgedrag, berichten op de Facebooks en Hyves of via de inhoud van je e-berichten op GMail kunnen bedrijven achterhalen wat je voorkeuren zijn om je te kunnen bestoken met gerichte reclame en andere zooi. Het kan nog doller, maar dan moet het slachtoffer zelf wel zijn medewerking verlenen: een ‘personificatie’ van de te ontvangen reclame via het eigen DNA. Het webblad Wire meldt dat het bedrijf Miinome is begonnen met DNA-personificatie. “We zijn de eerste marktplaats van het menselijk genoom voor leden”, zegt Paul Saarinen, baas van Miinome.
Het bedrijf combineert de gebruikelijke persoonlijke gegevens van het web (Facebook enz.) met de genetische informatie, om bedrijven inzicht te geven waar deze ‘meneer Jansen’ of die ‘mevrouw Pietersen’ behoefte aan zou kunnen hebben. De slachtoffers zelf hebben zeggenschap over welke eigenschappen ze openbaar willen maken. Als iemand blijkens zijn genoom vatbaar is voor kaalheid en er blijkt uit je Facebook gebabbel dat je last hebt van stress en dat je rookt, dan zou je advertenties kunnen krijgen voor nicotinepleisters of yoga-cursussen. Je moet, zoals gezegd, daar wel mee instemmen. Volgens Saarinen krijgen de bedrijven geen inzicht de genetische informatie van de ‘leden’ van Miinome. DNA als verkoop'middel'
Miinome verdient zijn geld via het aantal keren dat een deelnemend bedrijf aangeklikt wordt door een ‘lid’. Wire stelt nog de vraag over de veiligheid van zo’n operatie, want Miinome kan wel beweren dat de genetische gegevens geanonimiseerd zijn, maar is dat ook zo? Hoe veilig zijn iemands genetische gegevens bij een webbedrijf en wat als ik van mijn ‘lidmaatschap’ af wil? Verdwijnen die genetische gegevens dan ook radicaal van internet?
Het ‘lek’ hoeft niet eens bij Miinome te zitten. Internetters zijn nogal slordig. Het blijkt uit recent Frans onderzoek dat websurfers zeggen zich bewust te zijn van de risico’s van internetgebruik, maar dat ze zich in de praktijk toch heel onvoorzichtig gedragen. Een aanzienlijk deel, bijvoorbeeld, gebruikt steeds hetzelfde wachtwoord: 42%, bij jongeren onder de 25 zelfs 58%.
Bron: Wire en Le Monde

DNA gebruikt als katalysator

Geplaatst op door
Beantwoorden

DNA, het ‘levensmolecuul’, is niet alleen te gebruiken als archief voor de eiwitfabricage in een cel, maar ook als katalysator, een stof die een chemische reactie mogelijk maakt en/of versnelt. Scheikundigen ontwerpen katalysatoren bij voorkeur op de tekentafel, maar het is nog niet zo eenvoudig die ontwerpen ook in de praktijk te maken. In de cel heten katalysatoren enzymen. Je zou ze de werkpaarden van het leven kunnen noemen. Enzymen katalyseren biologische processen, waarbij heel ingewikkelde organische verbindingen worden opgebouwd (of afgebroken). Enzymen zijn zelf weer eiwitten, opgebouwd uit aminozuren. Scott Silverman en zijn medewerkers aan de universiteit van Illinois denken dat DNA hulp kan bieden. “Ons idee is om kunstmatig gesynthetiseerde stukjes DNA te gebruiken om zijketens van eiwitten te veranderen, waardoor hun biologische functie verandert”, stelt Silverman in een persbericht.
Een belangrijke reactie in levende systemen is de toevoeging of verwijdering van een fosfaatgroep, de ‘rest’groep van fosforzuur, aan een eiwit. In het rijk van de eiwitten zijn de aminozuren serine en tyrosine verantwoordelijk voor het toevoegen of verwijderen van fosfaatgroepen, waardoor de eiwitfunctie verandert of het enzym wordt uit- of aangeschakeld. Zonder katalysatoren duurt dat lang ( in de orde van duizenden of zelfs miljoenen jaren). In de natuur zorgen kinases en fosfatases er voor dat die reacties vaart krijgen.
Silverman en zijn groep slaagden er in stukjes DNA dat katalyserende werk te laten doen. Volgens Silverman probeerde hij met zijn medewerkers te laten zien dat DNA geschikt is al katalysator. Nu dat is aangetoond gaat hij verder. “We proberen nu uit te vinden welke reacties DNA kan katalyseren en hoe we DNA-katalysatoren kunnen vinden die die bepaalde reacties versnellen.” Om stukjes DNA te bepalen die de fosfaat-additie katalyseren, werd gebruik gemaakt van een in-vitro-selectieproces. Simpel gesteld komt dat neer op een hele reeks petrischaaltjes met elk een stukje DNA en de benodigde reagentia en dan maar kijken in welk schaaltje de reactie loopt. Niet bepaald hogere scheikunde.
De DNA-katalysatoren bleken hun actieve arbeid ook te verrichten in de nabijheid van andere eiwitten. Die toevoegingen moesten aantonen dat de truc ook werkt in een cel(achtige omgeving).

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. Lees verder →