AlphaGenome moet helpen uitzoeken hoe ‘ons’ DNA in elkaar steekt

DNAToen zo’n 25 jaar geleden het menselijke genoom was uitgelezen, werd gesteld dat we daarmee het boek van het leven zouden hebben ontcijferd. Niet bleek minder waar te zijn. Het kon natuurlijk niet uitblijven dat ‘we’ in de tijden waarin kunstmatige intelligentie (ki) razend populair is en bijkans geen wetenschappelijk artikel meer kan worden geschreven zonder, dat we die technologie erbij halen om te weten te komen hoe het DNA nou werkelijk in elkaar steekt. Bio-informatici van DeepMind gebruikten AlphaGenome om te voorspellen wanneer, waar en hoe individuele genen worden in- of uitgeschakeld en vele andere hoedanigheden van het erfgoed. Dat zou een ongekend inzicht opleveren in welke delen van het genoom worden afgeschreven, hoe ze worden geknipt en hoe eiwitten daardoor worden gemodificeerd. Lees verder

Knutselen aan stamcellen geeft verjongde ‘alleskunners’

DNA in chromatineverpakking

Histonen maken deel uit van de chromatineverpakking rond het DNA

Het is grappig, maar ook verontrustend dat ‘we’ blijven knutselen en frutten aan zaken waar we eigenlijk maar weinig van af weten. Neem nou stamcellen. Onderzoekers hebben inmiddels door hoe ge van gespecialiseerde cellen zoals huidcellen weer stamcellen kunnen maken, maar die kunnen weer niet alles wat de oerstamcel kan, de de embryonale. In een nieuwe studie zijn onderzoekers van de universiteit van Kopenhagen erin geslaagd stamcellen te creëren die zich beter kunnen ontwikkelen tot andere celtypen, zoals een jongere, fittere versie van zichzelf, door hun dieet aan te passen. Lees verder

Hoe brengen vaders hun leefwijze over op hun kroost?

Ongezond leven

Ongezond leven van de vader heeft effect op het nageslacht

Hoe  brengen vaders hun ervaring over op hun kroost? Daartoe is hun DNA niet geschikt. Volgens onderzoeksters van de Canadese McGill-universiteit zou dat gebeuren door bepaalde eiwitten (niet het DNA) in het sperma. Lees verder

Met CRISPR de histonen ’te lijf’ die genactiviteit regelen

Genactivering

Je kunt via een CRISPR-complex ‘geladen’ met een kinase een histon fosforyleren om het bijbehorende gen te activeren (afb: Rice-universiteit)

Al ruim vijf jaar geleden werd het voorspeld: je kunt de CRISPR-methode gebruiken om de genactiviteit te regelen. Nu schijnt het ook echt zo te zijn, Daartoe richten de onderzoeksters zich op de histonen, de ‘verpakking’ van DNA die een rol spelen in de genexpressie. Lees verder

Histonen voorkomen springen van transposons in stamcellen

Histondans

De histondans rond de springende ERV-genen (afb: Simon Elsässer)

Springende genen (transposonen) zijn hier in dit blog nog wel eens langs gehuppeld. Dat zijn stukken DNA die de neiging hebben zich steeds elders in het genoom te vestigen en/of zichzelf te vermenigvuldigen. Dat is natuurlijk niet zo best voor de stabiliteit en integriteit van het genoom en er zijn wat manieren waarop het genoom al dat gespring aan banden legt. Een aantal daarvan schijnen in kankercellen maar ook in oudere cellen te ontbreken. Histonen, het ‘verpakkingsmateriaal’ rond het  DNA, schijnen in dat remproces een belangrijke rol te spelen, ook in de zogeheten pluripotente stamcellen. Lees verder

Hoe sturen plantencellen hun epigenoom?

Zandraket

Zandraket (Arabidopsis thaliana)

Wat er met ons lichaam gebeurt staat allemaal opgetekend in het genoom, maar er zijn zo’n tweehonderd verschillende cellen in ons lichaam die ook nog eens reageren op hun omgeving. Dan komt het epigenoom om de hoek kijken, het systeem dat de activiteit van de genen bepaalt. Onderzoekers in Japan zijn bij planten eens gaan kijken hou dat epigenoom in elkaar steekt. Het lijkt er op dat dat epigenoom weer ingewikkelder in elkaar steekt dan gedacht, waarbij genen het zwijgen wordt opgelegd en springende genen aan banden worden gelegd, maar dat in een ingewikkeld samenspel met stress- en ontwikkelingsgenen. Lees verder

Bij DNA telt de verpakking mee: chromatine

Chromatine

De chromatinestructuur is (mede)bepalend voor de werking van DNA. Rechts een chromosoom, het voorlaatste plaatje links toont een stukje DNA (rood) met ‘verpakkingsmateriaal’ (blauw) (afb: WikiMedia Commons)

DNA zoals dat in de cel verpakt zit in de kern is niet simpel het receptenboek voor eiwitten. Het verpakkingsmateriaal, de histonen (eiwitten), vormt samen met het DNA chromatine: een ingewikkelde machine die heel wat beter doorgrond zal moeten worden hoe die bijdraagt aan (on)leven en (on)welzijn. Nieuw onderzoek geeft aan dat dat chromatine veel gestructureerder en hiërarchischer is dan tot nu toe aangenomen. De onderzoekers stellen zelfs voor dat de histonen de programmatuur vormen die de machine (DNA/RNA/eiwit) bedient. Lees verder

Serotonine verandert ook de genexpressie in neuronen

Histonen en DNA

De nauwe samenwerking tussen de ‘verpakking’ (histonen) en DNA (afb: WikiMedia Commons)

Serotonine is een bekende signaalstof in de hersens, maar die stof blijkt ook invloed te hebben op de genexpressie van hersencellen en dat op een nogal onverwachte manier, stellen onderzoekers in Mount Sinai. Lees verder

Muisjes met Alzheimer kregen geheugenfunctie weer terug

Zhen Yan en de epigenetische benadering van Alzheimer

Zhen Yan in haar lab (afb: univ. van Buffalo)

Onderzoekers van de universiteit van Buffalo (VS) ontdekten bij Alzheimermuisjes vreemde vormen in het chromatine (DNA verpakt in eiwitten) waardoor bepaalde receptoren niet (normaal) of te weinig worden aangemaakt. Door die aanmaak te herstellen kregen die Alzheimermuisjes tijdelijk hun geheugen- en geestelijke functies weer terug. Dat zegt natuurlijk nog niets over een genezend middel voor die ziekte, maar het lijkt er op dat de onderzoekers weer een klein stukje van de Alzheimersluier hebben opgelicht. Lees verder

Vetstofwisseling beïnvloedt genactiviteit

Wetenschappers van, onder meer, het Helmholtzcentrum in München en de Ludwig Maximiliansuniversiteit, eveneens in de Beierse hoofdstad, hebben uitgevonden dat dat de vetstofwisseling invloed heeft op de histon’verpakking’ van het DNA-molecuul. Die veranderingen leiden tot een andere genactiviteit. Lees verder