Delen:
Top 10 genetische talenten en vondsten gemaakt door Chinese wetenschappers
China is een krachtpatser die gedijt op vooruitgang. Een multifunctioneel veld dat grote vooruitgang boekt vanuit dit land is genetica. In de afgelopen jaren hebben de Chinese onderzoeken vele wereldprimeurs en ongelooflijke medische vooruitgang omvat.
Er bestaat ook een vreemde kant. Wetenschappers creëren dingen die nog nooit in de natuur zijn gezien, de regels voor reproductie herschrijven en de rest van de wereld nerveus houden met hun voorliefde voor controversiële menselijke bewerking.
10 grootste genetische studie
In 2018 kreeg een genoomsequencingbedrijf gevestigd in Shenzhen toegang tot een enorme database. De genetische informatie van ongeveer zeven miljoen zwangere Chinese vrouwen werd verzameld tijdens het testen op een aandoening die verband houdt met het syndroom van Down.
Slechts ongeveer 141.000 vrouwen werden gekozen, maar het blijft het grootste project dat Chinese genetica onderzoekt. De moeders vertegenwoordigden bijna alle provincies en zelfs 36 van de 55 etnische minderheidsgroepen.
De bevindingen waren interessant. Bepaalde genen waren gekoppeld aan lengte en lichaamsgewicht, het vermogen om een tweeling te hebben en hoe ernstig herpesvirus 6 zich manifesteert. Zelfs migraties hebben hun stempel gedrukt op het Chinese genoom. De grootste wig van de bevolking bestaat uit de Han (92 procent).
Uit de studie bleek dat deze groep dezelfde genetische structuur had, maar de verschillen waren afhankelijk van waar ze woonden. Hun noordelijke en zuidelijke oorsprong weerspiegelden zich in migraties waarvan bekend is dat ze zijn gebeurd na 1949, toen het werk meer beschikbaar werd in het oosten en het westen. Genvariaties veroorzaken ook verschillende immuunresponsen van noordelijke en zuidelijke Han. Intrigerend genoeg hadden bepaalde minderheidsgroepen meer genetische diversiteit dan de Han.
9 Onbekende reuzenpanda
De gigantische panda is iconisch voor China. Hoewel deze wezens het onderwerp zijn van aanzienlijke studies, weten onderzoekers nog steeds erg weinig over hoe ze evolueerden. Het enige echte feit is dat reuzenpanda's 20 miljoen jaar geleden zijn gescheiden van andere beren.
Toen, in 2018, verscheen er een fossiel in de Cizhutuo-grot in China. Het wezen stierf 22.000 jaar geleden en leek veel op een gigantische panda. Om te peilen wat het precies was, volbracht onderzoekers een verbazingwekkende prestatie: ze verzamelden 148.329 fragmenten van haar DNA.
Toen de afkomst duidelijk werd, maakten twee dingen het fossiel uniek. Het DNA was het oudste dat ooit werd gevonden van een gigantische panda, maar het onthulde ook een afkomst waarvan niemand wist dat die bestond. Deze panda splitste ongeveer 183.000 jaar geleden van zijn levende neven. De genetische code onthulde ook een groot aantal mutaties die waarschijnlijk deze soort hielpen de ijstijd waarin ze leefden te overleven.
8 honden met meer spiermassa
In 2015 hebben de Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health de geboorte van verschillende puppy's gezien. Dit waren geen gewone beagles. Ze begonnen hun bestaan als 60 genetisch gemodificeerde embryo's waaruit een enkel gen werd verwijderd.
Myostatin blokkeert de spiergroei. Wetenschappers hebben het verwijderd om te creëren wat volgens hen de eerste designerhonden ter wereld zijn. Er zijn slechts 27 pups geboren, maar niet alles verliep volgens plan.
Myostatine heeft twee exemplaren en beide waren verdwenen van slechts een enkele vrouwelijke pup. Een andere mannelijke puppy had één exemplaar gedeactiveerd. Hij was meer volumineus dan de rest, maar niet zoveel als het vrouwtje, dat ontworpen was om tweemaal de normale hoeveelheid spieren te ontwikkelen. Het doel van het project was om proefdieren te produceren waarop ziekten kunnen worden onderzocht die de menselijke spieren beïnvloeden, waaronder Parkinson en spierdystrofie.
De Chinezen hebben misschien veel eersten op hun naam staan, maar in dit geval versloeg de natuur hen. Belgisch Blauwvee heeft overweldigende spieren, dankzij een natuurlijk gebrek aan myostatin. Bovendien verwijdert een genetische afwijking af en toe het gen in whippets en produceert het honden met een spannend gespierd uiterlijk.
7 spin zijderupsen
Toen ze hoorden dat wetenschappers het vermogen van de zijderups om zijde te produceren tweakden, zouden de meesten denken aan wormen die betere, grotere hoeveelheden draaien. In de wereld van dit satijnachtige materiaal is de zijderups echter geen koning. Spinnen verslaan ze op verschillende niveaus.
Spinachtige zijde belooft ongelooflijk nuttige toepassingen in de geneeskunde, waaronder microcapsules die kankergeneesmiddelen afgeven, evenals het vermogen om beschadigde zenuwen te repareren. Onderzoekers ontdekten ook dat het kogelvrije vesten kon versterken.
Helaas spelen spinnen niet mee met het idee dat hun zijde commercieel wordt gekweekt. In tegenstelling tot de voorspelbare zijderups zijn de spinachtigen territoriaal en, nog erger, kannibaal.
In 2018 gebruikte een team dat verbonden was met verschillende Chinese instellingen het bewerken van genen en slaagde daar waar vele anderen faalden. Ze verving een segment van de genetische code van de zijderups door DNA van een gouden orb-webspin.
Toen de veranderde wormen hun cocons sponnen, werd de zijde geanalyseerd. Het was 35,2 procent spin, de hoogste zuiverheid ooit behaald. (Eerdere pogingen bleven achter bij 5 procent.) De zijde was klaar om te gebruiken op het moment dat de zijderupsen de draden loslieten, iets wat geen enkel ander team kon doen.
6 Eerste blauwe roos
Een van de meest gewilde dingen in de tuinwereld is de blauwe roos. Het bestaat niet in de natuur en honderden jaren lang hebben rose-liefhebbers deze ultieme kleur niet gefokt.
Tijdens een recenter project dat 20 jaar duurde en selectief fokken en gentechnologie betrof, kwamen biotechnologen het dichtst bij. Maar zelfs deze prijs steeg meer mauve dan blauw.
Chinese wetenschappers hebben een nieuwe manier gevonden om de droom te bereiken. Ze begonnen met de bacterie Agrobacterium tumefaciens, vaak gebruikt in bio-engineering omdat het gemakkelijk vreemd genetisch materiaal omzet in planten-DNA.
Uit een andere bacterie koos de onderzoekers twee bacteriële enzymen in staat om de L-glutamine in rozenblaadjes om te zetten in een blauw pigment dat indigoidine wordt genoemd. Een speciale soort van A. tumefaciens werd gemaakt om de enzymen te dragen.
De bacteriën werden vervolgens geïnjecteerd in een witte roos. De pigment-genen kwamen het genoom van de plant binnen en zorgden ervoor dat blauw rond de injectieplaats poolde. 'S Werelds eerste blauwe roos is niet perfect omdat de techniek slechts tijdelijke vlekken veroorzaakt. Chinese wetenschappers zijn echter al bezig met de volgende stap: een roos ontwerpen die van nature de twee enzymen produceert en ervoor zorgt dat deze blauw wordt.
5 De SARS-grot
In 2002 volgde de wereld de dodelijke uitbraak van SARS (ernstig acuut respiratoir syndroom). Het bloeide eerst in Zuid-China, infecteerde 8.000 mensen en doodde bijna 800.
Wat de oorzaak van de epidemie was, is nooit opgelost. Eind 2017 onthulden wetenschappers een verontrustende aanwijzing in een grot in de Chinese provincie Yunnan. De afgelopen vijf jaar hadden ze meerdere SARS-virussen in de vleermuizen van de grot onderzocht. Er waren 11 nieuwe stammen, maar geen enkele toonde de genetische eigenschappen van de uitbraak in 2002. SARS in vleermuizen is nooit bewezen de soortbarrière voor mensen over te steken.
Een grondige analyse vond echter iets angstaanjagends. Samen droegen de nieuwe stammen voldoende genetische blokken om theoretisch een virus te bouwen dat zou kunnen evolueren om van vleermuizen naar mensen te springen. Ten tweede vertoonden drie van de nieuwe stammen een genetische aanleg om mensen te infecteren.
Als de epidemie van 2002 uit de grot is gestegen, verklaart het nog steeds niet hoe het reisde naar Ground Zero in de provincie Guangdong, 1000 kilometer (621 mijl) verderop.
4 China's eerste Monkey Clones
Eind 2017 werden twee langstaartapen in hetzelfde Shanghai-laboratorium geboren. Hoewel hun geboorten weken na elkaar plaatsvonden, waren Zhong Zhong en Hua Hua identieke 'tweelingen'.
Ze zijn gemaakt met de somatische celtransfertechniek (SCNT), dezelfde die 20 jaar geleden de historische schapenkoning Dolly produceerde. De apen zijn mogelijk de eerste niet-menselijke primaten die met SCNT zijn gemaakt, maar de prestatie werd niet toegejuicht door de hele internationale gemeenschap.
Critici vrezen dat het project het klonen door mensen dichter bij de werkelijkheid zou brengen zonder veel aandacht te schenken aan ernstige ethische bezwaren. Sommige onderzoekers zijn volledig tegen SCNT en noemen het "een zeer inefficiënte en gevaarlijke procedure".
Inderdaad, Zhong Zhong en Hua Hua gebeurden pas na 79 eerdere mislukte pogingen. Ondanks de kritiek, beweren Chinese wetenschappers dat identieke apen een waardevolle manier kunnen zijn om gen-gebaseerde ziekten bij mensen te bestuderen, inclusief bepaalde kankers.
3 hiv-bestendige embryo's
Het bewerken van genen bij mensen is de nieuwe grens. Terwijl de meeste regeringen het er niet mee eens zijn om overeenstemming te bereiken over protocollen voor ethisch modificeren van menselijk weefsel, ging China door en deed het een paar jaar geleden.
De historische doorbraak zorgde voor meer brandstof voor het debat. Misschien tot geen verrassing, dit heeft Guangzhou Medical University er niet van weerhouden om het in 2016 opnieuw te doen. Ze wilden hiv-resistente embryo's maken.
Ze werkten volgens strikte richtlijnen en gebruikten 26 bevruchte menseneieren. Ze waren allemaal gedoneerd aan onderzoek omdat ze niet langer levensvatbaar waren en niet zouden uitgroeien tot levende baby's.
De volgende stap betrof een specifieke genetische mutatie. Mensen die van nature deze mutatie dragen, zijn immuun voor het HIV-virus. Met behulp van een genbewerkingstool genaamd CRISPR werd het gen ingevoegd in de genomen van het embryo.
De tweak was succesvol, maar slechts vier werden HIV-bestendig. De anderen toonden aan waarom de rest van de wereld traag was om op de trein te springen. Onverwachte mutaties kwamen opdagen - en niet de goede soort.
Het is onmogelijk om de langetermijneffecten op een CRISPR-gecreëerde mens te voorspellen (zou het ooit zover moeten komen). Deze tweede poging toonde aan dat dit soort bewerking van genen niet veilig was. CRISPR werd ook gebruikt tijdens de eerste wijziging jaren geleden en produceerde ook ongewenste mutaties.
2 Kankerbestrijdende robots
De droom om nanorobots te maken die kanker in het lichaam kunnen bestrijden, is niets nieuws. Het was in de manier waarop Chinese onderzoekers dit onlangs lukte dat grenst aan de ingenieuze.
Tumoren kunnen alleen leven zolang ze worden gevoed door de bloedvaten van een persoon. Om iets te maken dat de bloedvaten blokkeert, begonnen wetenschappers met het lenen van DNA-moleculen van een virus dat een faag wordt genoemd. Een origami-achtige techniek vouwde de streng in een rechthoekige plaat. De "tumormoordenaars" werden toegevoegd, die in feite moleculen van het stollende enzym trombine waren.
Vier werden opgerold in de plaat om een buisvormige nanobot te vormen. Speciale eiwitten vergrendelden de vier moleculen erin. Na injectie kwam de nanorobot in de bloedvaten. Daar openden de tumoren de eiwitten en bracht het enzym trombine vrij. Een stolsel vormde zich in de vaten en hongerde de tumor uit.
Tests op muizen toonden aan dat de robots effectief waren. De knaagdieren leden aan kanker van de huid, de longen, de borst en de eierstok. In een groep van acht dieren met melanoom verdwenen de tumoren volledig in drie muizen. Hun levensverwachting nam ook toe.
1 Muizen zonder vader
In 2018 kweekten Chinese wetenschappers met succes twee vrouwelijke muizen. De 29 pups zijn de eerste zoogdieren geboren uit twee moeders zonder mannelijke betrokkenheid. De studie probeerde uit te vinden waarom twee geslachten essentieel zijn voor de meeste soorten om zich voort te planten. Het antwoord herschreef de reproductieregels.
Zoals blijkt, zijn er tijdens de conceptie van zoogdieren ongeveer 100 genen waarbij alleen genen van het vrouwelijke of het mannelijke worden ingeschakeld. Beide geslachten zijn nodig om alle 100 te activeren.Het mannetje dekt degenen die niet zijn ingeschakeld door vrouwelijke genen en omgekeerd.
Als twee vrouwtjes in de natuur zouden kunnen broeden, zouden bepaalde genen slapend blijven. Met behulp van gene-editing op muizenstamcellen, omzeilden onderzoekers deze barrière door een klein stukje genetische code op drie plaatsen te verwijderen. De veranderde cellen werden geïnjecteerd in een ei van een tweede vrouwelijke muis. Succesvolle bevruchting volgde. De baby's groeiden gezond en hadden zelf ook een pup.
Een vergelijkbaar experiment met twee vaders (en een draagmoeder) produceerde 12 pups, maar ze stierven allemaal binnen 48 uur. Het onderzoek biedt verre hoop voor homoseksuele paren van gelijk geslacht die hun eigen gezin willen.