211service.com
Van de Labs: Biotechnologie
Muizen met verbeterd kleurenzicht
Muizen die zijn ontworpen om een derde fotoreceptor te hebben, kunnen meer kleuren onderscheiden dan normale muizen
Muizen worden beloond als ze de juiste kleur kiezen die verschilt van de andere twee. Alleen muizen met een extra fotoreceptor kunnen bepaalde kleuren onderscheiden.
Bron: Opkomst van nieuwe kleurenvisie bij muizen die zijn ontworpen om een fotopigment van een menselijke kegel tot uitdrukking te brengen
Gerald H. Jacobs et al.
Wetenschap 315 (5819): 1723-1725
Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van mei 2007
- Zie de rest van het nummer
- Abonneren
Resultaten: Onderzoekers van de Johns Hopkins University en de University of California, Santa Barbara, gebruikten genetische manipulatie om muizen te fokken die drie soorten fotoreceptoren hebben, zoals mensen, in plaats van twee, zoals muizen normaal doen. Na een lange training waren de muizen in staat om kleuren te onderscheiden die normale muizen niet konden.
Waarom het uitmaakt: Omdat het resultaat alleen genetisch geïnduceerde veranderingen van de fotoreceptoren vereiste en geen aanpassing van de onderliggende neurale circuits, suggereren de bevindingen dat het sensorische systeem erg plastisch is en kan leren om geheel nieuwe informatie te gebruiken. Dit zou kunnen verklaren hoe primaten, de enige dieren met trichromatisch kleurenzicht, hun kleurwaarnemingsvermogen ontwikkelden. Primaten hebben mogelijk gebruik gemaakt van de extra visuele informatie die door een nieuwe fotoreceptor wordt verleend zonder gespecialiseerde bedrading in de hersenen te ontwikkelen.
Methoden: Onderzoekers hebben muizen gemanipuleerd om het gen tot expressie te brengen voor een fotogevoelig eiwit dat rood licht kan detecteren, dat muizen meestal niet van groen kunnen onderscheiden. In gedragstesten kregen de muizen drie cirkels van gekleurd licht te zien - twee van dezelfde kleur en een van een andere kleur die te onderscheiden waren voor mensen, maar niet voor normale muizen. Na een intensieve training waarbij de muizen werden beloond voor het selecteren van de andere kleur, ontdekten wetenschappers dat muizen met de extra sensor de kleuren van elkaar konden onderscheiden, terwijl hun normale tegenhangers dat niet konden.
Volgende stappen: Onderzoekers zijn van plan te onderzoeken hoe het visuele systeem in de gemanipuleerde muizen zich heeft aangepast om te profiteren van de nieuwe informatie.
Bacteriën gemaakt om licht te oogsten
Een reeks genen gevonden in mariene micro-organismen kan gewone bacteriën het vermogen geven om energie op te wekken uit licht
Bron: Proteorhodopsine Photosystem-genexpressie maakt fotofosforylering in een heterologe gastheer mogelijk
Edward F. DeLong et al.
Proceedings van de National Academy of Sciences 104 (13): 5590-5595
Resultaten: De gewone bacterie E coli kan in een enkele genetische stap worden omgezet in een licht oogstend organisme. MIT-onderzoekers hebben de E coli genoom om een reeks DNA te bevatten die wordt aangetroffen in mariene micro-organismen die energie uit licht kunnen genereren. De resulterende bacteriën synthetiseerden alle componenten die nodig waren om die prestatie te dupliceren en assembleerden ze in het celmembraan.
Waarom het uitmaakt: De genetisch gemodificeerde E coli , die normaal hun energie zouden ontlenen aan organische verbindingen zoals suikers, konden overschakelen op een dieet van zonlicht. Soortgelijke aanpassingen kunnen ertoe leiden dat bacteriën efficiënter biobrandstoffen, medicijnen en andere chemicaliën produceren, omdat ze meer van hun koolstofvoedselbronnen kunnen gebruiken als materiaal voor bioproducten in plaats van ze te verbranden voor energie.
De bevindingen werpen ook licht op de microbiële evolutie. Wetenschappers hadden eerder ontdekt dat de genen voor het lichtoogstsysteem, die vaak gegroepeerd in het genoom worden aangetroffen, vaak worden uitgewisseld tussen verschillende micro-organismen in de oceaan. Het feit dat een enkele genetische overdracht cellen kan voorzien van alle genen die ze nodig hebben om energie uit licht te halen, verklaart waarom die capaciteit zo ver kon reizen. (Het hier beschreven mechanisme voor het omzetten van licht in energie, dat slechts een paar jaar geleden werd ontdekt, verschilt van op chlorofyl gebaseerde fotosynthese.)
Methoden: De genen die in de E coli stelde hen in staat om twee eiwitten te synthetiseren: proteorhodopsine, dat vergelijkbaar is met een eiwit dat in het menselijke netvlies wordt aangetroffen, en retina, een lichtgevoelig molecuul dat zich bindt aan proteorhodopsine. Wanneer het proteorhodopsine aan het netvlies is gebonden en met licht wordt geraakt, pompt het positief geladen protonen door het celmembraan. Dat creëert een elektrische gradiënt die als energiebron fungeert.
Volgende stappen: De onderzoekers werken nu aan manieren om het vermogen van de gemodificeerde bacteriën om energie uit licht te oogsten en te gebruiken, te vergroten.