Ki-systeem Evo leert prokaryote genomen te bouwen

Genoomtimmeraar EvoOnderzoekers van de Stanforduniversiteit rond Eric Nguyen hebben het ki-systeem Evo, wijs gemaakt door de genomen van miljoenen bacteriën en bacteriefagen (bacterievirussen), zover gekregen om zelfstandig bacterie- en faaggenomen voor te stellen. Uit veiligheidsoverwegingen zijn hebben de onderzoekers geen ‘lesmateriaal’ uit de virale en eukaryote genomen meegenomen. Evo zou ook kunnen aangeven wat bepaalde veranderingen in een genoom voor het organisme zouden betekenen. Ook kan het systeem een ‘aannemelijk’ (levensvatbaar?; as) genoom van zo’n miljoen basenparen produceren. Lees verder

Zijn enzymen voor springende genen de nieuwe CRISPR?

Springende genen in maïs

Springende genen in maïs zogen voor zeer diverse kleurpatronen van de korrels (afb: WikiMedia Commons)

Een moleculaire eigenaardigheid gevonden in bacteriën zou wel eens een nieuwe grote stap in de genoombe-werking kunne zijn, waardoor onderzoekers grote segmenten DNA kunnen invoegen, verwijderen of omdraaien. De techniek, beschreven in drie artikelen die deze maand in Nature (1 en 2) en in Nature Communications  zijn gepubliceerd, maakt gebruik van het natuurlijke vermogen van de zogenaamde springende genen om zichzelf in genomen in te voegen. Als deze ’truc’ van bacteriën ook in zoogdierencellen werkt, dan zou deze techniek weleens een concurrent kunnen worden van de CRISPR-methode om het genoom te bewerken. Tot nu toe lijkt die techniek haar belofte nog steeds niet echt te hebben ingelost. Lees verder

Naast bacteriën en virussen bevatten je ingewanden ook obelisken (schijnt)

Obelisk obline-1

De obelisk obline-1 volgens Ivan Zheludev et. al (afb: Ivan Zheludev et.al)

In ons binnenste en, naar mag worden aangenomen, van de meeste levende wezens, leven naast allerlei micro-organismen en virussen ook obelisken, stukjes RNA, zo lijken onderzoekers te hebben uitgevist (het artikel is nog niet beoordeeld). Die obelisken zijn nog kleiner dan virussen en ze zouden niet tot het leven gerekend mogen worden, maar ze coderen voor verbindingen (bevatten sequenties) die de wetenschappers nog niet kenden. Uiterst vreemd. Lees verder

Is het ‘overgangsorganisme’ gevonden naar de eukaryote wereld?

Lokiarchaeum ossiferumarcheon

Het gekweekte Lokiarchaeum ossiferumarcheon (afb: Thiago Rodrigues-Oliveira/Univ. van Wenen)

Een vreemd micro-organisme met tentakels zou wel eens de zogeheten Asgardmicrobe kunnen zijn, een organisme dat de overgang van de eenvoudige cellen naar complexe eukaryote cellen mogelijk zou hebben gemaakt. Overigens was er al eerder zo’n organisme gevonden, maar er bleven twijfels over de genen die aan dat Asgardorganismen werden toegeschreven.
Lees verder

Ook virussen gebruikten de CRSIPR-methode

CRISPR-complex

De structuur van Integrate-CRISPR, waarbij het donkerblauwe deel het cascade-enzym is (Cas), het roze het gids-RNA en het lichtblauwe het enzym transposase waarmee stukjes DNA in het genoom kunnen worden ‘gelast’ (afb: Sternberg & Fernández Labs, Columbiauniversiteit)

Wij mensen hebben CRISPR-methode van bacteriën. Die gebruiken CRISPR om zich tegen bacetrievirussen (bactriofagen) te beschermen. Nu schijnen die bacteriofagen juist die CRISPR-methode te hebben gejat als onderdeel van de wapenwedloop tussen beide organismen. Mogelijk dat dat tot nieuwe toepassingen van de ‘genschaar’ leidt, speculeert Mazhar Adli van de Noordwestuniversiteit, die niet bij het onderzoek betrokken was. Lees verder

Naast CRISPR/Cas hebben bacteriën nog ‘slimme’ Av’s als afweer

Bacteriofagen

Bacteriofagen vallen bacteriecel aan

Vergeleken bij eukaryote cellen als de onze zijn bacteriecellen erg simpel, maar dat betekent niet dat die eencelligen geen slimme methoden hebben om, bijvoorbeeld, ‘bacterie-etende’ virussen (bacteriofagen) van het ‘lijf’ te houden. CRISPR/Cas9 is zo’n vorm van bacteriële afweer maar nu ontdekten onderzoekers rond Feng Zhang van het MIT ook bepaalde eiwitten, Av’s (voor antiviraal),  die het die fagen erg lastig maken, waarbij die er niet mee zitten  als die fagen via mutaties hun gastheren willen misleiden. Lees verder

Onderzoekers maken ‘expressierecorder’ (voor bacteriën)

Darmbacterie Escherichia coli (E. coli)

Darmbacterie Escherichia coli (E. coli)

Als je wilt weten welke genen actief zijn in een cel dan moet je het RNA daarvan verzamelen en uitzoeken welke RNA-molecuul overeenkomt met welk gen. Daarmee doodt je de cel. Nu lijkt het er op dat die genexpressie ook gemeten kan worden met een door onderzoekers van bacteriën geleende ‘recorder’, zonder dat je daarvoor de cellen hoeft te vernietigen. Voorlopig werkt dat alleen nog maar met bacteriecellen, maar het is de bedoeling die techniek ook geschikt te maken voor zoogdiercellen. Lees verder

Vetbolletjes in cel blijken eerste verdediging afweersysteem

antimicrobiële vetbolletjes in cellen

De vetbolletjes (groen) ‘vallen’ de bacteriën (blauw) aan door ze, waarschijnlijk, dodelijke eiwitten in te spuiten (afb: Science)

Oliedruppeltjes in onze cellen zouden volgens recent onderzoek de eerste verdedigingslinie van ons afweersysteem (en dat van andere zoogdieren) zijn tegen bacteriële maar ook virus- en parasietbesmettingen zijn. Lees verder

Hoe werkt genoombewerking met CRISPR?

Basevervangers erg accuraat

Hier een variant van de genschaar Cas9, nCas9, die slechts een DNA-streng doorknipt in plaats van twee. Daarmee kunnen afzonderlijk basen vervangen worden

Waarschijnlijk is de ontdekking en ingebruikneming van het bacteriële systeem om het genoom te bewerken, CRISPR, een van de belangrijkste wetenschappelijke ontwikkelingen van, op zijn minst, de laatste tien jaar. Onderzoek op het gebied van biologie en geneeskunde zijn sinds een paar jaar ingrijpend veranderd door de komst van die methode. Daarvoor waren er als zinkvingers en TALEN , maar die genoombewerkingsmethoden vallen in het niet bij CRISPR. Die methode geeft hoop op, onder meer, genezing van ernstige ziektes maar houdt ook de dreiging in van kinderen-op-maat en mensverbetering. Lees verder