Toen 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
Tag archieven: transcriptie
Ander mechanisme voor transcriptie bij bacteriën ontdekt

De transcriptie met NpN-kappen aan het RNA bij bacteriën gebeurt vooral in stresssituaties (afb: Hana Cahová et al./Nature Chemical Biology)
Wetenschapsters van het IOCB Praag ontdekten een nog niet eerder waargenomen mechanisme van gentranscriptie bij bacteriën. Het gaat dan om het proces waarbij DNA wordt afgelezen en omgezet in RNA. De onderzoekers richtten zich op een specifieke klasse moleculen, bekend als alarmonen. Dat zijn signaalmoleculen die in bacteriën en planten (bladgroen) voorkomen. Hun concentratie neemt vaak toe onder stressomstandigheden. Daarbij zagen de onderzoeksters zogeheten kap-RNA’s optreden. Lees verder
RNA-polymerase II leidt de dans bij het aflezen van DNA

De structuur van RNA-polymerase II (afb: wikiMedia Commons)
Als we op school geweest zijn dan weten we dat ons leven is vastgelegd in een 2 m lang molecuul: DNA. De instructiedelen van DNA (=genen) worden afgelezen en overgebracht op RNA dat op zijn beurt weer wordt afgelezen om eiwitten te vormen, de werkpaarden in wat leven heet. Een belangrijke rol in die dans speelt het enzym RNA-polymerase II (Pol II)
Het is bekend dat Pol II zich langs het gen moet voortbewegen in perfecte harmonie met andere biologische processen. Afwijkingen in de beweging van dit enzym zijn in verband gebracht met kanker en veroudering, maar technische obstakels verhinderden het om precies te bepalen hoe deze belangrijke moleculaire machine zich door het DNA beweegt en wat de pauzes en versnellingen ervan regelt. Een nieuwe studie zou veel van de kennishiaten invullen, aldus de betrokken onderzoekers. Lees verder
Eiwitnetwerken in cellen kunnen cel(re)acties opwerken

Een vorm van een gelaagd neuraal netwerk (perceptron) (afb: WikiMedia Commons)
Onderzoekers in China en de VS hebben een neuraal netwerk van eiwitten in levende cellen ‘geconstrueerd’ dat verschillende signalen kan verwerken en op basis daarvan beslissingen kan nemen zoals ‘val dood’. Ze hebben dat percepteïne gedoopt, een knutselwoord bestaand uit delen van proteïne (eiwit) en perceptron (een gelaagd neuraal netwerk). Ik(=as) moet zeggen dat ik nog niet meteen goed weet wat ze daarmee willen doen, maar ik laat me graag verrassen… Lees verder
Transcriptieproces veroorzaakt beweging in het genoom

Een gen (rode ster) en zijn traject (rode lijn) omgeven door coherent bewegende chromatinegebieden (pijlen). Daaronder de manier waarop het gen gemerkt is (afb: Alexandra Zidovska et al./Nature Communications)
Onderzoeksters van, onder meer, de universiteit van New York hebben ontdekt dat er een relatie is tussen genactiviteit en bewegingen in het genoom. Het lijkt er op dat de manier waarop het DNA een vorm krijgt heeft te maken met de activiteit van genen. Dat is natuurlijk niet echt verwonderlijk, aangezien een gen goed bereikbaar moet zijn om gekopieerd te kunnen worden (op boodschapper-RNA). Lees verder
Planten hebben een eigen manier om genen af te lezen

Het transcriptieproces (afb: WikiMedia Commons)
Het leven is ooit begonnen met eencelligen, maar op een gegeven moment hebben die hun boeltje bij elkaar gegooid en ontstonden en meercellige organismen. Het lijkt er om dat dat ‘samenwonen’ zich bij planten anders ontwikkeld heeft als bij dieren. Dieren en planten hebben verschillende oplossingen om een groter organisme te vormen, zoals de noodzaak om te communiceren en zich op elkaar in te stellen, om voedingsstoffen te delen en te transporteren en om gespecialiseerde structuren te vormen. Zo blijkt ook de transcriptie, het aflezen van de genen op boodschapper-RNA bij planten anders dan bij dieren, zagen onderzoekers rond Magnus Nordborg van het Gregor Mendelinstituut in Wenen. Lees verder
Genen worden bij ouderen sneller en slordiger gekopieerd…

Afleessnelheidsverdeling van het 4sUDRB-gen in menselijke cellen. Links bij gezonde, delende cellen, rechts van verouderde menselijke cellen (afb: Andreas Beyer et. al)
Het lijkt voor de hand te liggen: dingen verslijten en dus hebben ze niet het eeuwige ‘leven’. Zoiets zou je ook van levende organismen kunnen zeggen: aan alles zit een ‘houdbaarheidsdatum’. Onderzoekers willen daar niet aan en zoeken naar de oorzaken van de veroudering en naar manieren om dat proces te vertragen. Nu hebben onderzoekers ontdekt dat als organismen ouder worden de genen sneller en (dus?) slordiger worden afgelezen. Wat meer is, ze hebben ook ontdekt hoe je dat proces zou kunnen ‘repareren’ (stellen ze). Ze hebben dat onderzocht bij vijf zogeheten ‘modelorganismen’, waaronder mensen(cellen), bestudeerd en in verschillende weefsels van die organismen. Lees verder
De ene kant op of de andere: DNA blijkt steeds veelzijdiger

Helicases (groen) hebben bij het openen van DNA een voorkeursrichting (liever de paarse kant op dan de rode) (afb: SISSA)
Nog niet eens zo heel lang geleden werd DNA gezien als het molecuul waar ons leven in is vastgelegd. Gaandeweg blijkt dat allemaal wat ingewikkelder te liggen. Zo heeft de enzymfamilie de helicases tot taak om het stevig ingebakerde molecuul te openen om te kunnen worden afgelezen (de transcriptie). Nu hebben onderzoekers van, onder meer, het SISSA in Triëst (It) daar eens naar gekeken. Het blijkt dat het niet hetzelfde is als je het DNA de ene kant op afleest of de andere. De helicases blijken een voorkeursrichting te hebben. Zo blijken er gaandeweg steeds meer manieren ontdekt te worden waarop we dat ‘boek van het leven’ kunnen lezen.
Lees verder
Zoogdiercellen gebruikt voor ‘DNA-computer’

DNA-recombinases herkennen ‘hun’ stukje DNA, knippen dat er uit en hechten de ‘wond’ weer
DNA intrigeert, ook de computerbouwers zijn geïnteresseerd. DNA zou het perfecte materiaal zijn om langdurig veel gegevens op te slaan, maar met DNA zou ook te rekenen zijn. Nu schijnen onderzoekers zoogdiercellen genetisch te hebben aangepast met als doel het DNA complexe taken te laten uitvoeren. Let wel: die uiterst competente ‘DNA-computer’ is er nog niet. Hun ‘DNA-computer’ kan wel Booleaanse operaties uitvoeren, maar ze denken hun nieuwe programmeringstechnieken toch vooral te gebruiken voor de verbetering van behandelmethoden: van kankertherapieën tot het aanmaken van nieuwe weefsel. Lees verder
Genexpressie resultaat voortdurende dialoog in cel

Het Ccr4-Not-complex regelt veel zaken van levensbelang voor de cel (afb: John Reese/PennState)
Het kan natuurlijk ook niet anders. Op de een of andere manier moet de informatie dat er een tekort aan een bepaald eiwit inde cel is worden doorgegeven aan de celkern, waar het desbetreffende gen wordt geactiveerd. Zwitserse en Duitse onderzoekers hebben nu uitgevogeld dat er een voortdurende discours is tussen de kern met het DNA-molecuul en het cytoplasma ( de rest van de cel). In die dialoog speelt het eiwitcomplex Ccr4-Not een wezenlijke rol. Lees verder