Met retrons zou DNA nog beter zijn te bewerken

CRISPR&retron-genoombewerking

De CRISPR-methode gecombineerd met retrons zou het DNA van zowel prokaryoten (bacteriën) als eukaryoten nauwkeuriger bewerken (afb: shipmanlab.org)

In bacteriecellen verijdelen stukjes DNA, retrons genaamd, virale aanvallen, maar ze kunnen meer. Onderzoekers rond Seth Shipman van Gladstone-instituten hebben aangetoond dat retrons ook heel nauwkeurig DNA kunnen bewerken. Ze kunnen zelfs worden gecombineerd met CRISPR, het veel bekendere bacteriële verdedigingssysteem dat tot veel gebruikt DNA-bewerker is uitgegroeid. Die combinatie zou nog nauwkeuriger zijn (maar dat heb ik=as al iets te vaak gehoord). Lees verder

Onderzoekers ontdekken ‘wondereiwit’ dat ernstige DNA-schade herstelt

DNA-reparatie D. radiodurans

Zo zou DdrC breuken in het DNA van D, radiodurans repareren (afb: Robert Szabla et al./Nucleic Acids Research)

Onderzoekers van de westelijke universiteit in Canada hebben bij de vrij bekende bacterie  Deinococcus radiodurans een eiwit ontdekt (DdrC) dat ook ernstige schade van DNA zou herstellen en onmiddellijk vliegen allerlei wilde verwachtingen over de beeldschermen wereldwijd over een oplossing voor kankers, klimaatbestendige planten en meer van dat moois, niet in de laatste plaats gevoed door de onderzoekers zelf. Lees verder

Bacteriën in darmflora muisjes met basebewerker genetisch veranderd

DNA-basen

De DNA-basen (afb: WikiMedia Commons)

Onderzoekers rond Xavier Duportet van het Franse bedrijf Eligo Bioscience hebben het DNA van Escherichia coli-bacteriën in de darmen van (levende) muisjes genetisch veranderd. Dat zou gelukt zijn bij ruim 90% van de E. coli’s in de muizendarmpjes. De onderzoekers waren er op uit het genoom van de bacteriën te veranderen zonder de darmflora te vernietigen. Lees verder

E. coli’s genetisch zo veranderd dat ze op elektronen reageren.

E. coli-bacteriën

E. coli-bacteriën

Onderzoekers rond William Bentley van het Fischellinstituut van de universiteit van Maryland hebben laten zien dat processen in, genetisch veranderde, cellen te ‘sturen’ zijn door elektrische signalen. Daardoor zouden die cellen te gebruiken zijn om stoffen af te leveren of om het verloop van ziektes te volgen, is het idee. Ook in de landbouw of het milieu zou er emplooi voor dit soort systemen zijn. Lees verder

CRISPR-methode gebruikt om genoom bacteriën te veranderen

Darmbacterie Escherichia coli (E. coli)

Darmbacterie Escherichia coli (E. coli)

Onderzoekers van de staatsuniversiteit van Noord-Carolina hebben het van bacteriën geleende afweermiddel CRISPR gebruikt om een genetisch veranderd virus de genen in een bacterie te laten veranderen. De CRISPR-wereld op zijn kop. Lees verder

Ribosomen vermenigvuldigen zich buiten de cel

Ribosoom

Het ribosoom

Onderzoekers van de universiteit van Kyoto (Jap) hebben het voor elkaar gekregen om ribosomen van E. coli-bacteriën zich buiten een cel te laten reproduceren. Dat zou een van de grootste uitdagingen zijn geweest voor synthetisch biologen. Dat zou wetenschappers meer inzicht kunnen geven over hoe het leven ooit begonnen is, maar ook meer kunnen onthullen over hoe ribosomen, waar eiwitten in een cel worden aangemaakt, soms de fout in kunnen gaan. Ook zou de ontwikkeling de functionele synthetische cel dichterbij kunnen brengen. Overigens is deze bijdrage nog niet beoordeeld, maar vast verschenen in biorxiv. Twee onderzoekers hebben maar vast een patent op de ontwikkeling aangevraagd. 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

CRISPR als bouwpakket verkocht

CRISPR en de lussen van DNA

De CRISPR/Cas9-schaar

In De Standaard staat een leuk verhaal van Hilde Van den Eynde. Deze journaliste had een bestelling gedaan bij het Amerikaanse bedrijfje The Odin, opgericht door oud-Nasa-wetenschapper Josiah Zayner, dat CRISPR-doehetzelfpakketten levert voor 200 dollar. Daarmee kun je, onschadelijke, Escherichia coli-bacteriën (darmbacteriën) ongevoelig maken voor twee antibiotica (kanamycine en streptomycine) door via de CRISPR-methode (compleet met gids-RNA) een stuk uit een gen te knippen en dat te vervangen door een andere sequentie. Resultaat: de genetische aangepaste E. coli’s bleken inderdaad op een voedingsbodem met kanmycine en streptomycine in leven te blijven. Maar… Lees verder

Een E. coli met een geheel synthetisch genoom

Bacterie met synthetisch DNA

Bacterie, model E. coli, met synthetisch DNA (afb: univ. van Cambridge)

Het is natuurlijk al eerder gebeurd dat bacteriële genomen in het lab zijn ‘opgebouwd’ en niet in/door het beestje zelf, maar de New York Times (of althans scribent Carl Zimmer) denkt dat wat onderzoekers van de universiteit van Cambridge hebben klaargespeeld een (nieuwe) mijlpaal is in de ontwikkeling van de synthetische biologie (na mijlpalen als de herprogrammering van rijpe cellen tot stamcellen en de CRISPR-methode). Het synthetisch opgebouwde genoom van de Escherichia coli-bacterie is vier keer langer en veel complexer dan van een natuurlijke E. coli..
De bacteriën met het synthetische genoom leven, maar hebben een vreemde vorm en reproduceren erg langzaam (dat zal wel daar dat ongewoon lange genoom komen, denk ik dan; as). Dit onderzoek zou kunnen leiden tot, bijvoorbeeld, medicijnproducerende bacteriën, maar zou ook licht kunnen werpen op de ontwikkeling van de genetische code in de loop van de geschiedenis van het leven. Volgens synthetisch bioloog Tom Ellis van het Imperial College in Londen, die niks met het onderzoek te maken had, is dit inderdaad een mijlpaal. “Niemand heeft dit eerder gedaan als je praat over grootte en aantal veranderingen.”
Negen jaar geleden bouwden onderzoekers een synthetisch genoom dat eenmiljoen baseparen (DNA-letters) lang was. Het nieuwe genoom is vier keer zo lang en opgebouwd met behulp van nieuwe technieken onder leiding van Jason Chin.
Drie opeenvolgende DNA-letters (A, C, G, of T) coderen voor een van de twintig verschillende aminozuren waaruit eiwitten zijn opgebouwd. Je kunt met die vier letters 64 tripletten (of codons) maken. Dat betekent dat er verschillende codons zijn voor een bepaald aminozuur.

Een van de vragen die Chin zich stelt is: Vanwaar die overdaad? Dat deed hem besluiten zelf een ‘versimpeld’ genoom te bouwen.
In de natuur coderen zes codons voor het aminozuur serine. In Chins genoom gebruikte hij er maar vier. Er zijn drie zogeheten stopcodons. In het synhtetische genoom worden er maar twee gebruikt. In feite hebben de onderzoekers het E. coli-genoom doorgevlooid met een zoek&vervang-opdracht. We praten dan over 18 000 locaties op het bacterie-DNA.

Binnensmokkelen

Een genoom bouwen is een ding, maar hoe smokkel je dat een bacteriecel binnen? Het genoom was veel te lang om het in een keer in de cel te proppen, dus werd het genoom bij stukjes en beetjes naar binnen geloodst en het oude verwijderd.
De bacterie overleed daar niet aan tot grote opluchting van de onderzoekers. Het beestje bleef leven en werd langer dan de gewone bacterie. Chin wil nog meer codons verwijderen en kijken hoe ver hij kan gaan voor het leven er de brui aan geeft….

Bron: New York Times

Replicatie bacterie-DNA in beeld gebracht

DNA-replicatie

De replicatie: de leidende (onder) en de volgende streng (boven) worden op een andere wijze verdubbeld (afb: Wiki Commons)

Onderzoekers van de universiteit van Californië in David hebben de replicatie van het DNA van de darmbacterie Escherichia coli in beeld gebracht. Het lijkt er op alsof de twee DNA-strengen zich onafhankelijk van elkaar repliceren, zonder enige coördinatie. Toch zijn ze beide even snel klaar. Dat zet de ideeën die er leven over het replicatieproces hier en daar wat op losse schroeven.  Lees verder