'DNA-computer' ter diagnose en behandeling van kanker

Wetenschappers zijn erin geslaagd een biologische computer te bouwen die mogelijk in staat zal zijn verschillende soorten kanker te diagnosticeren en te behandelen. In tegenstelling tot traditionele pc's die gebouwd worden uit siliciumchips en elektronische circuits, wordt deze biocomputer gemaakt van DNA. De elektrische signalen werden vervangen door een biologisch systeem waarbij veranderingen in de omgeving aangevoeld worden. Hierop wordt vervolgens gereageerd door moleculeverbindingen vrij te geven. Het zal nog jaren duren vooraleer dit apparaat, dat op dit moment enkel in een testomgeving werkt, gebruikt kan worden in de praktijk. Toch hopen onderzoekers dat dit de voorbode is van toekomstige slimme medicijnen die zelf het lichaam afspeuren en behandelen waar nodig.

Wanneer een bepaalde RNA-streng gedetecteerd wordt geeft de biocomputer zijn medicijn af

Reacties (40)

[Verwijderd]

De onderzoeker in kwestie is een Israëliet, van het Weizmann Instituut. De computer spoort genetische signalen van kanker op, en produceert in je lichaam (tot dusver: proefbuis) een medicijn.
De computer heeft geen koperdraad of zo, maar het DNA zorgt voor de informatie-uitwisseling. De hardware is een eiwit dat van een of andere bacterie komt; het eiwit (een enzym) knipt DNA-moleculen (zie uw les biologie). De DNA-draden van de computer zijn zodanig, dat ze bepaald RNA detecteren. RNA is een soort DNA dat instaat voor het transport van genetisch materiaal (van het DNA naar de plaats waar een eiwit gemaakt moet worden).
Hoe het DNA het RNA net aanvalt, is nogal ingewikkeld, daarvoor moet je Nature kopen (vaktijdschrift).
Ze zijn er al in geslaagd prostaatkanker en longkanker op te sporen.

nog meer info: www.lifeanobelstory.org

[silentsnow]

Hoe het DNA het RNA net aanvalt, is nogal ingewikkeld, daarvoor moet je Nature kopen (vaktijdschrift).

Ik zal proberen te beschrijven wat ik ervan begrijp.

Het molecuul in kwestie is een single-stranded DNA (ssDNA) molecuul. Het menselijk genoom bestaat uit double-stranded DNA ("double-helix"), wat in feite neerkomt op twee complementaire code sequenties. Het molecuul in kwestie bestaat uit slechte één DNA streng, maar wel zo dat de twee uiteinden van deze streng complementaire code sequenties bevatten. De uiteinden kunnen dus samenkomen om een hybride te vormen waardoor er een loop onstaat aan het uiteinde van de hybride.

De loop van het hybride ssDNA bevat de code voor een bekend kanker medicijn met de naam Vitravene. De loop is in feite een ssDNA streng, en op commando treed een mechanisme in werking welke de loop van de rest van de ssDNA hybride afbijt waarna de ssDNA (de code sequentie welke Vitravene codeert) op de doorgaanse manier eiwitten aanmaakt. Deze eiwitten reduceren bepaalde functies naar de specificaties van het medicijn.

De wijze waarop het ssDNA in vitro wordt aangemaakt is spectaculair te noemen. Aan de hand van de code sequentie van een random aangemaakte ssDNA treng maakt het mechanisme het ssDNA hybride molecuul aan. Is de random gegenereerde ssDNA atreng niet bijzonder, dan treed het ssDNA hybride molecuul niet in werking. Bevat de gegenereerde ssDNA streng wel een bijzondere code sequentie, dan vormt het ssDNA hybride molecuul zodat het wel bepaalde functies uit kan voeren.

De output is te lezen middels Gel Electrophoresis, wat inhoud dat de content van de reageerbuis wordt nagezocht naar bepaalde proteinen en DNA strengen. De uitkomst "Ja" of "Nee" kan worden afgelezen door de grootte van de de geproduceerde ssDNA hybrides af te lezen. In werkelijkheid het een stuk complexer, maar mijn beschrijving geeft een goed beeld van het experiment.

Het medicijn opzich is dus niet het bijzondere. Het bijzondere is dat het de wetenschappers is gelukt om een DNA hydbride te ontwikkelen die een serie geautomatiseerde opdrachten kan vervullen, aan de hand van de omstandigheden in de cel (eigenlijk in vitro). Daarnaast kan een uitkomst worden uitgelezen die aangeeft of een bepaalde situatie wel of niet voorkomt in de cel.

[_Thanatos_]

WEER! weer zie je dat we dingen uit de natuurlijk lenen of nabootsen. Met vliegtuigen is daar mee ge-experimenteerd, met koud licht, met stem-simulatie, met zelfprogrammerende neurale netwerken... en nu dit.

Truly, wat moeder Natuur in een paar miljard jaar nog steeds niet geperfectioneerd heeft, zullen wij echt niet zomaar ff beter maken (hoe kunnen we ook beter dan onze schepster zijn ) dus afkijken is de beste optie.

[ATS]

Als iets nooit beter kan zijn dan hetgene waar het uit voorkomt, kan evolutie dus ook niet volgens jou?
Ik vind een huis (menselijke constructie) overigens echt wel beter dan een grot (de natuurlijke constructie)... Dat wil niet zeggen dat je niet zo af en toe eens mag afkijken in de natuur hoe problemen daar opgelost zijn.

[dadj]

And your point is?

Je doet net alsof het slecht is te kijken hoe de natuur dingen aanpakt. de natuur heeft geen creatief brein zoals mensen maar reageert op externe en chemische factoren. wat de natuur in miljarden jaren heeft gefabriceerd kunnen wij in korte tijd "verbeteren" omdat wij snel kunnen experimenteren; trial and error. De natuur zou hier idd erg lang over doen, mensen niet.

[Verwijderd]

Er stond ook een artikel over in http://www.standaard.be
Hierin zeiden ze dat het niet om 1 computertje maar wel degelijk om miljarden computertjes per druppel.

[Countess]

ik vind "computer" hier ook een beetje een groot woord eigenlijk.
het zijn moleculen die zo zijn gemaakt en uitgezocht dat ze "hechten" aan het probleem (kanker in dit geval) en daardoor het medicijn los laat.
of sterker zelfs, zoals hier op de plaatjes, dat ze alleen het DNA materiaal van de cell aanpassen waardoor het weer veranders in een normale cell, of juist afsterft.

[Diddle]

Borg nanosondes.

[sweetdude]

ik ook al

Maar de term virus krijgt opeens weer een andere betekenis. Heb je net netsky.qp eraf gehaald kun je hem lekker laten stomen omdat zijn circuits een loop neus hebben en de HD hikt . Wil je nog even s'avonds aan een verslag je werken kan het niet omdat de pc vroeg onder de wol moet

[hokitoki]

Om nog maar te zwijgen over een pc die ongesteld is

[glashio]

Bedoel je dit ?

[Drogo]

...in a the position to survive without aids in the vacuum of the universe

Babelfish vertaling blijft leuk

[Proxy]

Wat is daarmee dan? Ja, de s moet misschien weg, dan wordt het dus "without aid''.

[Melkie]

Moest ik ook meteen aan denken

[TweakBoy]

Aha, nog een extra argument om de proeven met klonen van menselijk weefsel tegen te gaan. Zelf weet ik niet veel van biologie (tjah.. alleen wat van de middelbare school aan biologie gedaan )

Grootste heikelpunt op dit moment is volgens mij het 'in leven' houden van zulk materiaal. Vorig jaar was hier ook een artikel over over opslag van data in DNA-weefsel..

Dit biedt toekomst

[Countess]

wat is er mis met het "clonen" van menselijk weefsel?
zolang het bij weefsel blijft kan het alleen maar goed zijn. je hart versleten? groeien we toch fff een nieuwe voor je! nier ook slecht aan het werden? geen probleem.
lijkt me geweldig.

[TweakBoy]

van de een komt vaak het ander.. bij de wet is het al verboden om mensen helemaal te klonen. Wat de biotechbedrijven dan doen is het mogelijk implanteren in gast"dragers" die het dan voor hun produceren. Denk maar aan varkens of andere dieren. Dat is ook fout hoor! Niet etisch verantwoord.

[Verwijderd]

en als je een mens laat doodgaat is dat dan wel ethisch veraantwoord?

[Verwijderd]

tjah, spijtig dat mijn vrouw doodgaat, maar da's nu eenmaal de natuur hé...

is het niet normaal dat je mensen langer wil laten leven als je dat kan? Deze technieken kunnen er voor zorgen dat je kankers effectiever kan bestrijden... en dat dat niet helemaal natuurlijk is, kijk dan maar eens goed rond je, je pctje is ook niet natuurlijk te noemen. Het is dank zij al die 'onnatuurlijke' uitvindingen dat we zo lang kunnen leven als nu

[Yoozer]

@Tweak-Boy In de tussentijd dat we hier in het Westen zitten te miepen over "voor god spelen" en "ethisch verantwoord" miepen een heleboel mensen anders als ze zelf ten dode zijn opgeschreven, en haalt de rest van de wereld (die die bezwaren niet heeft) ons vrolijk in op dit gebied. Kijk, je kunt er lang of kort over discussiëren, maar als Japan of zo zo'n behandeling vervolmaakt en vervolgens toepast met alleen maar positieve resultaten zetten patiënten hun ethica en religie wel even opzij .

@centaurius : het begrip "natuurlijk" is al lang niet meer van toepassing. Mensen kun je inderdaad langer laten leven als je celdeling en vernieuwing naar je pijpen kan laten dansen, alleen is dat nog zogezegd "under construction" .

[ATS]

@Tweak-Boy: Dat mensen doodgaan is een gegeven. Je zou je wel kunnen afvragen of het etisch verantwood is dat we miljoenen investeren om kunstharten te laten groeien in varkens terwijl we met een paar euro een leven in Afrika kunnen redden...

[a.prinsen]

even een punt los van het feit of ik het goed/fout vind...

Let er op dat er niets zo "relatief" is als ethiek!
ethiek in azie is anders dan in 1800 dan in 1000bc dan in europa etc etc... dus als je alles rechtvaardigd met ethiek kan je net zo goed zeggen DAAROM omdat wij het bepaald hebben dat het niet goed is!

[arjankoole]

@centaurius :

en als je een mens laat doodgaat is dat dan wel ethisch veraantwoord?

mensen gaan al heel veel jaren dood, zo werkt de natuur.

[Verwijderd]

"wat is er mis met het "clonen" van menselijk weefsel?"

Een jaar of 50 geleden was er in Duitsland een knakker die maar wat graag die techniek in handen zou hebben gehad. Als hij dat ook echt zou hebben gehad dan hadden we nu alleemaal blond haar, blauwe ogen, een brede borstkas en spraken we allemaal Duits tegen elkaar.

En om te voorkomen dat iemand ooit zo ver zal komen is het clonen gewoon verboden. Zo doen iig de legale bedrijven er niet aan mee en wordt het een stuk moeilijker om aan de technologie te komen.

Elke techniek heeft goede kanten, maar helaas zien regeringen en machtswellustelingen alleen de negatieve.
Denk aan de nanobots. Opzich een geweldige techniek, ware het niet dat je ze ook in drinkwater zou kunnen verspreiden en op afstand via een zendertje wanneer je wilt hele wijken kunt laten sterven als de regering niet aan jouw eisen voldoet.

[Verwijderd]

Denk je echt dat die duitse knakker 20 jaar de tijd en bakken met geld over zou hebben gehad om een superleger van supersoldaten op de been te zetten?
Maargoe in principe heb je gelijk, er zijn altijd van die grote, machtswellustige politici die elke kans en elke techniek uitbuiten om hun macht te vergroten.
En die overheden van vandaag de dag zijn soms ook erg hypocriet, zo doet die Bush er alles aan om almachtig, alwetend en alaanwezig te zijn om terroristen te bestrijden. En vervolgens zegt ie dat een wetenschapper die met een gecloned hart een mensenleven probeert te redden 'voor god speelt'.

[Verwijderd]

"Denk je echt dat die duitse knakker 20 jaar de tijd en bakken met geld over zou hebben gehad om een superleger van supersoldaten op de been te zetten?"

Natuurlijk wel. Hij had het over niets anders dan zijn Herrenrasse. Hij had er ook 5 jaar en _heel_ erg veel geld voor over om een hopeloze oorlog te voeren.

Die types denken niet normaal zoals jij en ik, dat is het gevaar. Denk aan Bin Laden. Zijn groep blaast zichzelf met liefde op ter meerder glorie van hun geloof. Dan is veel geld uitgeven voor research nog een kleine peuleschil.

of is het peuleNschil... nouja, een van de twee...

[Verwijderd]

hoe dna interfereerd met rna (voor zover ik het weet):

dubbelstrengig dna ingebracht in een cel wordt aangevallen door het enzyme genaamd dicer en zo verknipt tot stukjes van 21-23 baseparen met 'sticky ends' (ongepaarde uiteinden van dna), daarna laat de cel een enzymecomplex (risc) op het dna los en dit zorgt er voor dat op een of andere manier de anticomplemantaire streng van het dna wordt afgebroken en de streng die complementair is met het mRNA wordt behouden: deze zal baseparen met het complementair fragment van het mRNA

dit wordt RNAi of RNA interference genoemd. Puur dit proces zorgt er voor dat het gewenste mRNA zal worden afgebroken of geinactiveerd (zogenaamde knockdown van genen via RNAi)

stel dat het lukt om dit te koppelen aan het vrijstellen van een medicijn, kan er nog een hele toekomst zijn voor dit... wel moet er nog voor gezorgd worden dat het DNA binnenraakt tot in de cellen, want da's nie zo makkelijk omdat de cellen daar hun beveiligingsmechanismen tegen hebben (tegen virussen, transposons,...)

[jealma]

HMMMZZZ. Als die computer van DNA is gemaakt. Kan die pc dan geen kanker krijgen of wel????

[Verwijderd]

Nee, Kanker is een verkeerde celdeling. Door schade of erfelijke afwijking zal de cel zich blijven delen ipv de normale celdelings partoon te volgen. Aangezien zo'n "computer" zich niet kan delen kan het dus ook geen kanker worden.

[TweakBoy]

Uit het originele arikel:

Instead of silicon chips and electrical circuits, the miniscule machine is made of DNA.

nou, niet helemaal waar (als reactie op SnakeNL, het artikel is WEL waar om maar verwarring te voorkomen). Deze computer is niet een computer wat je op je bureau heb staan. Het zijn waarschijnlijk gekweekte bacteriën met aangepaste DNA dat zich gedraagt als een computer ( of: VOORGEPROGRAMMEERD )

Dus deze kunnen zich wel degelijk delen. Alleen niet op een wijze waar het fout kan gaan, aangezien deze gemodificeerd (aka getweaked) zijn


// edit.. verwijswoorden uitgelegd..

[Verwijderd]

Uit het originele artikel haal ik er niet uit dat het zich kan delen.... echter nu ik het nog eens gelezen heb staat er ook niet duidleijk in dat het zich niet zou kunnen delen.

wordt vervolg ?

[TweakBoy]

DNA moet altijd in een gastcel geplaats worden om te kunnen 'leven', eigenlijk niet leven.. maar om diens werk te kunnen uitvoeren.

Bacteriën kunnen daar goed dienst in doen, en bacteriën hebben de eigenschap om zich te delen, dus waarom geen deling ? ( ja.. ik heb mijn tentamen biologie sectie DNA met een 7.0 op havo niveau afgesloten )

[Verwijderd]

lijkt me niet gezond om op zo'n "computer" MS te laten draaien. Zit je midden in een operatie loopt het systeem vast. (klinkt niet gezond)

Maar als dat clonen nou ook mogelijk is, is het wel leuk om een paar extra Flashlights op de wereld te helpen. Ben ik niet de enige die onzinnige berichten post

Maar laten we ons gezond verstand behouden en gewoon wat van die mensen in Afrika helpen ipv ons geld te verspillen aan iets waarvan niet zeker is of dat het werkelijk een oplossing vormt.

[Volk]

zoeits was laatst ook op discovery channel over uberkleine apparaten die het mogelijk moeten maken om een bepaalde ziekte te herkennen en te bestrijden

[Countess]

die apparaten zijn toch nog op een iets andere schaal.
hier hebben we het over een paar dozijn atomen die samen een molecul "computer" vormen. op molecul nivo dus.
de apparatjes op discovery zijn op de schaal van cellen, wat toch nog wel een stukje groter is.

[The Jester]

Noord-Korea is al druk bezig hiervoor een virus te schrijven