Informatie

Hoe u vandaag uw huisdier-DNA kunt bewaren, zodat het over 20 jaar kan worden gebruikt?


Ik weet dat er bedrijven zijn die een kit + opslag van uw huisdier-DNA aanbieden voor ongeveer $ 2k. Mijn vraag is of er een andere optie is om dit zelf te doen met de gedachte dat over 20+ jaar de technologie zo geavanceerd zal worden dat zelfs dit doe-het-zelf-exemplaar kan worden gebruikt.

Om het even welke ideeën? Misschien een bloeddruppel drogen of bloed mengen met alcohol/aceton?

Ook heb ik ergens gelezen dat het beter is als het huisdier nog erg jong is, want als je oud huisdier-DNA neemt, zal de kloon al als jonge duif volwassen tekenen vertonen. Is dit waar? Zo ja, wat is dan de hoogste leeftijd die veilig is?


Voor de ongeduldige ga ik zeggen dat waarschijnlijk als je alleen een gewone vriezer voor thuis hebt, het onwaarschijnlijk is dat je dit zult kunnen doen. Als u toegang heeft tot een opslag van -80C of vloeibare stikstof, is dit mogelijk, maar ook minder waarschijnlijk.

Het klonen van een dier begint meestal met de transplantatie van een kern in een eicel waarvan de kern is verwijderd. Dus tenzij de dingen de komende 20 jaar drastisch veranderen, is alleen het zuiveren van DNA en het in een buis van de koelkast bewaren niet genoeg - je moet het epitheel (huidcellen) of ander weefsel in een staat bewaren die nieuw leven kan worden ingeblazen om een levende en intacte cel wanneer u het klonen wilt doen.

Het is mogelijk dat we machines zullen hebben die DNA van een DNA-voorbereiding kunnen nemen en een levende cel kunnen produceren - dit is wat we op een dag hopen te doen met de mammoet en andere uitgestorven dieren uit fossiel weefsel. Maar of dat over 20 jaar het geval zal zijn, is slechts een gok, of het betaalbaar is, is ook maar een gok.

Dus van wat we nu weten, moet je een stukje weefsel van het dier bewaren als het nog leeft. Ik ben geen expert in hoe je dit moet doen, maar je kunt de huidcellen misschien een soort cellijn laten worden en ze dan voor niet al te veel geld bevriezen.

Als je dit doet, zijn gewone vriezers niet koud genoeg om vriesbrand te voorkomen. Dit is wat er gebeurt als je een biefstuk in de vriezer legt, verpakt in plastic, zelfs het zal verschrompelen en beginnen uit te drogen als het water in het ijs uit de verpakking begint te sublimeren (de droge lucht in de vriezer zuigt in feite de water uit het voedsel). Als dit met uw dierlijk weefsel gebeurt, zal het waarschijnlijk niet herleven.

Wetenschappelijke laboratoria gebruiken -80C vriezers en opslag in vloeibare stikstof omdat het water in een glas verandert en alle biochemische reacties in principe worden gestopt. (behalve dat ze uitdrogen, functioneren de enzymen zoals DNAse nog steeds nominaal in de cellen bij -20C en zelfs eenvoudige bacteriële cellen leven niet langer dan een jaar bij -20C, laat staan ​​zoogdiercellen). Voor het bewaren van cellijnen heeft vloeibare stikstof veel meer de voorkeur. Ik zou zeggen dat goed geproduceerde cellijnen theoretisch kunnen herleven na onbeperkte opslag van vloeibare stikstof.

Dus dat is een snel antwoord. Sorry dat ik een partypooper ben - dingen kunnen nogal veranderen in de komende 20 jaar, maar we weten alleen niet hoeveel. een pootje in een zakje of wat DNA-extract in de vriezer stoppen zou kunnen werken, maar het is moeilijk met zekerheid te zeggen.

Wat betreft de keuze van waar het DNA in het dier vandaan komt, is het waar dat huidcellijnen vaak onvolmaakte dieren voortbrengen - het DNA kan op verschillende manieren in de huid worden gemodificeerd waardoor het dier kleiner, zwakker of zelfs kleiner wordt. misvormd in vergelijking met de donor. Op dit moment zijn alle protocollen die ik zie (en ik kan het mis hebben) huidcellen. Ik zou verwachten dat er een beter weefsel te bewaren is, maar dat kan op dit moment slechts een gok zijn. Het is waarschijnlijk dat in de komende 20 jaar ook de keuze van de cellijn van de donor behoorlijk zal veranderen.


Een biohacker heeft spijt dat hij zichzelf publiekelijk heeft geïnjecteerd met CRISPR

Toen Josiah Zayner zag hoe een biotech-CEO zijn broek liet zakken op een biohacking-conferentie en zichzelf een niet-geteste herpesbehandeling injecteerde, realiseerde hij zich dat de zaken ontspoord waren.

Zayner is geen onbekende in biohacking-stunts - losjes gedefinieerd als experimenten, vaak op zichzelf, die plaatsvinden buiten traditionele laboratoriumruimtes. Je zou kunnen zeggen dat hij hun laatste incarnatie heeft uitgevonden: hij heeft zijn lichaam gesteriliseerd om zijn hele microbioom te 'transplanteren' voor een verslaggever. Hij heeft ruzie met de FDA over de verkoop van een kit om glow-in-the-dark bier te maken. Hij heeft uitgebreid gedocumenteerde pogingen om de kleur van zijn huid genetisch te manipuleren. En het meest beruchte was dat hij zijn arm injecteerde met DNA-codering voor CRISPR dat in theorie zijn spieren zou kunnen verbeteren - tussen het nemen van slokjes whisky tijdens een live gestreamd evenement tijdens een oktoberconferentie. (Experts zeggen - en zelfs Zayner zelf in de livestream gaf toe - dat het onwaarschijnlijk is dat het werkt.)

Dus toen Zayner eerder deze maand de CEO van Ascendance Biomedical zichzelf in een livestream zag injecteren, zou je kunnen zeggen dat er een ongemakkelijke flikkering van herkenning was.

Ascendance Bio viel al snel uit elkaar op bijna komische wijze. De eigen biohackers van het bedrijf - die de behandeling bedachten maar die niet werden betaald - kwamen in opstand en de CEO sloot zichzelf op in een laboratorium. Zelfs daarvoor liet het bedrijf een andere man zichzelf injecteren met een niet-geteste hiv-behandeling op Facebook Live. En slechts enkele dagen na de stunt voor de behandeling van herpes zonder broek, plaatste een andere biohacker die laboratoriumruimte deelde met Ascendance een video met details over een zelf gecreëerde gentherapie voor lactose-intolerantie. De inzet bij biohacking lijkt steeds hoger te worden.

"Eerlijk gezegd geef ik mezelf de schuld", vertelde Zayner me onlangs. Hij was in een stemming om zijn ziel te onderzoeken, hij had onlangs een kind en de reactie op de CRISPR-stunt in oktober had hem geraakt. "Ik twijfel er niet aan dat iemand uiteindelijk gewond zal raken", zei hij.

Zayner heeft een Ph.D. in biochemie en biofysica, en hij runt nu een bedrijf genaamd The ODIN dat DIY CRISPR-kits verkoopt, inclusief het CRISPR-construct dat hij in zichzelf injecteerde voor de spiergroei. Hij heeft lang critici gehad en hij spreekt zeker niet namens de hele biohacking-gemeenschap. Maar aangezien zelfs de meest zichtbare stuntman in biohacking zich zorgen maakt over de effecten van zijn stunts, vroeg ik hem om na te denken over recente gebeurtenissen.

We spraken over waarom Zayner zichzelf oorspronkelijk met CRISPR injecteerde tijdens een livestream, waarom hij zijn stunts als 'sociaal activisme' ziet misgelopen, en waarom hij nog steeds van plan is om DIY CRISPR-kits te verkopen. Het interview is voor de duidelijkheid bewerkt en ingekort.

Sarah Zhang: Dus hoe hoorde je voor het eerst dat Ascendance zijn herpesbehandeling live op het podium testte? Was je op de conferentie?

Josia Zayner: Nee, dus ik keek eigenlijk alleen maar naar een livestream. Aaron Traywick [CEO van Ascendance] ging naar buiten en rekruteerde een stel biohackers. Hij kreeg een aantal mensen die ik ken, en ze bespraken met mij of ze met deze man moesten werken, en ik dacht: "Ik weet het niet, het lijkt echt vaag."

Waarom zoekt deze man biohackers en geen medische professionals, zoals een legitiem persoon zou doen als je een soort legitiem onderzoek zou doen naar gentherapieën? Ze zeiden: "Ik weet het niet, ze kosten zoveel geld en andere dingen." Dat lijkt heel vreemd en vaag dat een man legitieme onderzoekers zou vermijden.

Zhang: Laten we het daar eens over hebben: het verschil tussen biohackers en professionele wetenschappers. Ik zie biohacking meestal als biohackers die dingen doen die moeilijk of onmogelijk binnen het systeem te doen zijn.

Zayner: Helemaal.

Zhang: Dingen zoals lichaamsvergroting of onderzoek naar de levensduur - dingen die de National Institutes of Health niet interesseren in financiering. Het was interessant voor mij om te zien wat Ascendance aan het doen was, beschreven als biohacking omdat het werkte aan therapieën waar veel professionele wetenschappers aan werken, maar onder meer regulering.

Zayner: Het brengt mij ook in verwarring, eerlijk gezegd. Met het hele hiv-gebeuren zijn er letterlijk mensen bij de NIH die exact hetzelfde antilichaam onderzoeken dat deze mensen proberen te gebruiken.

Weet je wat, ik geef mezelf de schuld, eerlijk gezegd.

Zhang: Echt waar?

Zayner: Ik zie mezelf als een wetenschapper maar ook als een sociaal activist met een aantal van de experimenten die ik heb gedaan. Zoals, hoe kan ik dit experiment op een wetenschappelijke manier doen, maar ook om mensen aan het denken te zetten? Zet mensen aan het denken of duw CRISPR-experimenten verder of maak fecale transplantaties meer mainstream.

Waar het nu in is veranderd, zien mensen het als een manier om de pers te krijgen, publiciteit te krijgen en beroemd te worden. En mensen zullen gewond raken. Ik twijfel er niet aan dat iemand uiteindelijk gewond zal raken. Iedereen probeert elkaar steeds meer op te lichten. Het wordt alleen maar gevaarlijker, zoals het hele lactose-tolerantie gedoe. Deze jongens zeggen dat ze een virus hebben gezuiverd en het vervolgens hebben ingeslikt.

Zhang: Wat was toen je doel als sociaal activist?

Zayner: Een van mijn grote problemen met academische en medische wetenschap is dat je veel van deze artikelen leest. Veel dingen, we hebben X genezen of we hebben X gedaan, maar het zal 10, 20, 30, 40 jaar niet beschikbaar zijn voor het grote publiek. Voor mij lijkt dat belachelijk. Hoe verwacht je dat deze technologie verder gaat als ze niet testen en er niet omheen spelen?

Wat is te vroeg en wat is te laat? Ik weet niet of er een antwoord is. Ik weet niet of ik de juiste ben om die vraag te stellen. Maar misschien kunnen activisten die deze kennis naar buiten brengen, mensen laten weten hoe gemakkelijk en toegankelijk het is, mensen ertoe aanzetten dit soort dingen te pushen. Ontwikkel het meer. Ontwikkel het sneller. Ontwikkel het sneller. Misschien gewoon helemaal omdat ze bang zijn dat biohackers hen ook zullen verslaan. Misschien omdat ze bang zijn dat biohackers iets stoms zullen doen.

Ik zeg niet dat ik 100 procent gelijk heb. Het is duidelijk dat ik een feilbaar mens ben en ik doe ook belachelijke dingen. Ik weet zeker dat mijn motieven niet altijd honderd procent zuiver zijn.

Zhang: Je runt een bedrijf dat DIY CRISPR-kits verkoopt, inclusief het DNA-construct dat je hebt geïnjecteerd om een ​​spiergen te verstoren. Hebben recente gebeurtenissen u doen nadenken over hoe u uw bedrijf runt? Blijf je DIY CRISPR-kits verkopen?

Zayner: Oh, nou, de meeste van onze CRISPR-kits worden gebruikt voor het maken van micro-organismen - ze worden gebruikt in gist en bacteriën en dat soort dingen. We verkopen wel het CRISPR-DNA en ander DNA. Maar zoals ik al zei, dat zou beschikbaar moeten worden gemaakt, alleen omdat als deze tools niet beschikbaar worden gesteld, mensen ze op de een of andere manier toch zullen maken. Het naar de buitenwijken duwen, het ondergronds duwen, zal mensen ertoe aanzetten belachelijke, ongeïnformeerde dingen te doen. Als het in de openbaarheid is, kan ik mensen naar me toe laten komen en er vragen over stellen. Je hebt mensen die naar de community komen om vragen te stellen. Ik weet niet of het de manier waarop we het bedrijf runnen heeft veranderd. We verkopen educatieve kits en we verkopen benodigdheden, en ik denk dat dit altijd ons standpunt zal zijn.

Er zijn mensen geweest die contact met ons hebben opgenomen met als enig doel dingen van ons te kopen om te injecteren. We ontmoedigen mensen ernstig om dat te doen. Natuurlijk kunnen we ze niet stoppen om het te doen, maar we ontmoedigen mensen en proberen ze in de juiste richting te wijzen zodat ze kennis kunnen opdoen.

Zhang: Zelfs als je mensen ontmoedigt, sta je voor de camera jezelf te injecteren.

Zayner: Ik weet het - het is een moreel en ethisch dilemma. Dit is waar ik het over had. Daarom voel ik me verantwoordelijk voor deze shit. Toen ik het deed - het is zo grappig, want misschien wisten jij en misschien enkele andere wetenschapsschrijvers van mij voordat ik dit en enkele andere experimenten deed, maar niemand schonk echt aandacht aan mij. Het was niet van: "Oh ja, ik doe dit en ik verwacht ineens dat duizenden of tienduizenden of honderdduizenden mensen naar me zullen luisteren en zien wat ik aan het doen ben."

Alle experimenten daarvoor, alle YouTube-video's die ik daarvoor plaatste, niemand besteedde er echt aandacht aan. Het was gewoon de biohacker-gemeenschap.

Ineens deed ik dit. Ik geef toe dat toen ik het deed, het erg provocerend was. Het was heel, heel, heel provocerend - een beetje met opzet, een beetje per ongeluk. Ik wilde dat mensen zouden herkennen wat [mogelijk] was met deze technologie. Ik probeerde mezelf geen grotere spieren te geven. Ik probeerde mezelf niet per se genetisch te modificeren. Ik wil mezelf op dit moment niet genetisch aanpassen. Zoveel mensen vragen me om het voor de camera te doen, en ik heb zoiets van, ben je gek? Ik injecteer mezelf niet voor tv. Ik was niet van plan om het op deze manier te zijn.

Ik deed het om mensen in de industrie te provoceren. Het was op SynBioBeta, een bijeenkomst van de industrie [een synthetische biologie], om mensen in de industrie die zich bezig houden met regelgeving, mensen die betrokken zijn bij ethiek, ertoe aan te zetten na te denken over wat ons tegenhoudt.

Zhang: Ik kan me voorstellen dat als ik je een jaar geleden had verteld dat je veel aandacht zou krijgen voor een van je projecten, je het geweldig zou hebben gevonden. Maar het klinkt alsof je te maken hebt met de nadelen van de aandacht.

Zayner: Helemaal. Zoals ik al zei, voordat ik dat experiment op mezelf deed, realiseerde ik me niet de gevolgen van wat er zou gebeuren. Toen liep het ineens helemaal uit de hand. Mensen schreven artikelen over hoe ik wilde zijn zoals Captain American en de Incredible Hulk. Wat gebeurd er? Ineens volgen al deze mensen me op sociale media en luisteren naar alles wat ik zeg.

Op Facebook plaatste ik laatst deze video. Ik kocht deze gekke strobril als een grappige grap. Je kunt water drinken met gekke rietjesglazen en er bier mee drinken. Ik plaatste dit, ik vond het grappig, een video op Facebook en Instagram waarin ik deed alsof ik met de mond aan het pipetteren was met de gekke rietjesbril - helemaal als een grappige grap. En mensen namen het zo serieus. "Oh man, dit is een geweldig idee." Ik had zoiets van: "Wat?" Ik moedig pipetteren met de mond niet aan. Ik realiseerde me niet waar mijn acties toe konden leiden. Ik begin daar net grip op te krijgen.


1. 23andMe: de beste DNA-testkit in het algemeen

23andMe

Diepgaande rapporten bestrijken meer dan 1.500 regio's, waardoor 23andMe de beste DNA-kit in het algemeen is

Beschikbare geografische regio's: >1.500 | Databasegrootte: >5 miljoen | Voorbeeldtype: Speeksel | Genetische relatieve verbindingen: Ja | Online stambomen: Ja

23andMe is de beste DNA-testservice die de meeste details over je voorouders geeft. Geografische resultaten tonen niet alleen de regio van de wereld en de landen waar uw voorouders vandaan komen, maar op veel plaatsen ook het land en specifieke steden. De migratiekaart bevat een tijdlijn van wanneer uw voorouders in een gebied woonden en wanneer ze naar een ander land verhuisden. U krijgt ook een percentage van hoeveel van uw DNA is geërfd door bepaalde etnische groepen. In totaal kunt u gebruikmaken van meer dan 50 verschillende, gedetailleerde rapporten, waaronder gezondheidsanalyses die zijn gericht op ziekten waar u vatbaar voor bent en eigenschappen die zijn doorgegeven.

Vanwege het aantal mensen dat 23andMe gebruikt, is de database erg groot. Dit betekent dat u waarschijnlijk contact zult maken met een lange lijst van familieleden als u ervoor kiest om de gezinsverbindingsservice te gebruiken. Helaas is er met deze service geen manier om naar specifieke voorouders te zoeken, stambomen te maken of genealogische informatie te delen. Maar de details die u met deze service krijgt, maken het nog steeds het beste voor DNA-testen.


OPEN VOOR IEDEREEN

Een paar weken later reed ik 65 kilometer ten zuiden van San Francisco om een ​​doe-het-zelver genaamd Johan Sosa te ontmoeten, die veel meer over CRISPR weet dan ik. We ontmoetten elkaar in BioCurious, een gemeenschapslaboratorium in Sunnyvale, waar hij de meeste weekenden en sommige avonden werkt. BioCurious, gelegen in Santa Clara, is een co-workingruimte uitgerust met wetenschappelijke apparatuur en gedeeld door "wetenschappers, technologen, ondernemers en amateurs die geloven dat innovaties in de biologie toegankelijk, betaalbaar en open moeten zijn voor iedereen", aldus de website. . Het lab wordt gefinancierd door donaties en leden&mdashSosa is een van de tientallen leden.

Met een lengte van zes voet, vijf duim torent Sosa boven de meeste mensen uit. "Ik ben waarschijnlijk de langste doe-het-zelf-bioloog", grapt hij. Hij lacht gemakkelijk, wat zijn lengte compenseert om hem een ​​zachte, ontspannen manier te geven. Hij is 40 jaar oud, zijn donkere haar is gevlekt met zilver. Oorspronkelijk afkomstig uit Sri Lanka, kwam Sosa op 15-jarige leeftijd naar de VS om te studeren om informatica te studeren, en hij werkte voor Bank of America en IBM als computerbeveiligingsspecialist en software-ingenieur. Hij heeft nu een dagbaan in computerbeveiliging & mdash, maar hij brengt het grootste deel van zijn vrije tijd door bij BioCurious. &ldquoJe zou kunnen zeggen dat ik geen leven heb,&rdquo hij grinnikt, &ldquoDit is mijn grootste hobby.&rdquo Hij heeft alles wat hij weet over wetenschap (zowel theorie als laboratoriumtechnieken) geleerd van anderen bij BioCurious, door wetenschappelijke artikelen te lezen, YouTube-video's te bekijken, lezingen bij te wonen , en ook door vallen en opstaan ​​in zijn eigen onderzoek.

Sosa is een van de weinige doe-het-zelvers bij BioCurious die CRISPR gebruiken. Hij las voor het eerst over de techniek in 2012, uit een van de artikelen van biochemicus Jennifer Doudna in het tijdschrift Wetenschap. Doudna, een professor aan de University of California, Berkeley, is een van de pioniers van CRISPR. "Ik dacht niet dat het zo'n groot probleem was, omdat ik wist dat er al andere manieren waren om DNA te modificeren", herinnert hij zich, "maar ik dacht wel: "Dit is iets wat ik zou kunnen doen." Hij begon in 2013 te experimenteren met CRISPR.

Op een zwoele, bewolkte middag volgde ik Sosa in BioCurious. We slenterden door een lobby en kwamen in een grote kamer zonder ramen. Het had grote kasten vol met flessen vloeistof, rekken met latexhandschoenen, een gigantische bio-afzuigkap, magnetron en koelkast. Microscopen, weegschalen, centrifuges en een heleboel andere versleten wetenschappelijke apparatuur lagen verspreid over laboratoriumtafels. Een kalm dreunen van zoemende machines vulde de kamer, en reageerbuisjes schudden zachtjes in een couveuse in de buurt. Johan liep door de kamer, op zoek naar een thermometer. &ldquoEen ding aan een doe-het-zelflab is dat je ergens iets achterlaat, en het komt altijd ergens anders terecht,&rdquo, vertelde hij me.

Ik was lid geworden van Sosa bij BioCurious, zodat ik meer kon leren over wat CRISPR betekent voor doe-het-zelvers, en ook om met zijn hulp een (hopelijk) succesvoller experiment te doen. We besloten tot een heel basaal doel: we zouden de krachtige bewerkingstool gebruiken om DNA te knippen dat hij al uit gistcellen had gehaald. Deze taak is gemakkelijker dan degene die ik in mijn keuken heb geprobeerd, omdat je CRISPR niet in cellen hoeft te krijgen om het DNA te snijden. Professionele wetenschappers kunnen zo'n methode gebruiken als tussenstap, bijvoorbeeld wanneer ze DNA moeten knippen en plakken om een ​​gen te maken als onderdeel van een groter onderzoeksproject."Dat is een soort experiment dat iedereen elke dag doet", legt Charles Gersbach uit, een professor in biomedische technologie aan de Duke University, hoewel hij opmerkt dat onderzoekers van oudsher een soort eiwit hebben gebruikt dat een restrictie-enzym wordt genoemd, en niet CRISPR, om dit te doen.

Sosa en ik trokken latexhandschoenen aan en pipetteerden voorzichtig vloeistoffen in buisjes om ons gids-RNA helemaal opnieuw te maken. ons reageerbuismengsel. Later stopten we het RNA in een nieuwe reageerbuis, samen met de andere materialen die nodig zijn om CRISPR in dit experiment te laten werken: eiwitbuffer, runderserumalbumine (een eiwit dat uit koeien wordt geïsoleerd), water. Sosa zoog het gist-DNA op in zijn pipet. Zonder waarschuwing viel de plastic naald-neuspunt in de buis met DNA. Iemand, vertelde hij me, had de tips aan hun lab gedoneerd, maar ze hadden de juiste maat. &ldquoIk neem aan dat je de volledige doe-het-zelfervaring hebt,&rdquo hij glimlachte en duwde de plastic punt terug op de pipet. Toen pakte hij het Cas9-eiwit op. "Hier is de wereldberoemde Cas9," zei hij, en hij gaf hem aan mij. Ik heb het aan onze reageerbuis toegevoegd.

Tot CRISPR hadden doe-het-zelvers een gemakkelijke, goedkope of betrouwbare manier om DNA nauwkeurig te bewerken. Velen van hen konden zich de dure en onvolmaakte hulpmiddelen veroorloven die professionele wetenschappers destijds gebruikten voor het bewerken van genen. &ldquoVóór CRISPR waren er TALENS [transcriptie activator-achtige effector nucleasen] en zinkvinger nucleasen&mdasholder-technologieën die niet zo nauwkeurig of betrouwbaar waren,&rdquo legt Sosa uit. &ldquoZe waren buiten het budget en de tijdsdruk van doe-het-zelvers.&rdquo Sosa zegt dat als een doe-het-zelver die andere technologieën zou gebruiken, het hem of haar duizenden dollars zou kosten om een ​​genetisch manipulatie-experiment te doen. Maar met CRISPR is het veel betaalbaarder, vooral als je een experiment meer dan eens wilt proberen. &ldquoBij TALENS probeer je het een keer en faal je,&rdquo, zegt Sosa. &ldquoMet CRISPR kun je het meerdere keren proberen. Dat alleen al is een groot probleem.&rdquo

Dit betekent dat CRISPR doe-het-zelvers een geheel nieuwe manier biedt om wetenschap te bedrijven. Tot dusver hebben Sosa en zijn laboratoriumgenoten CRISPR op een aantal manieren uitgeprobeerd: het knippen van het genoom van gist, het snijden van DNA erin E coli cellen en proberen het CRISPR-systeem aan te passen door het te verkleinen of er andere moleculen aan te hechten. Sosa heeft doelen voor zijn CRISPR-onderzoek. &ldquoIk wil begrijpen hoe een cel echt functioneert en wat alle kleine dingen zijn die erin gebeuren,&rdquo, legt hij uit. &ldquoEn als er iets misgaat [zoals bij ziektes], hoe kan ik dat dan oplossen of laten doen wat ik wil.&rdquo

Na enkele uren controleerden Sosa en ik of CRISPR ons gist-DNA had doorgesneden. We hebben ons DNA-CRISPR-mengsel blauw geverfd en door een elektrisch geladen gel geleid, die grotere DNA-stukken van kleinere scheidt. Kleine kanaaltjes in de gel lopen van het ene geladen uiteinde naar het andere, en de gesneden DNA-strengen worden er doorheen getrokken naar de positief geladen kant. Als ons experiment zou slagen, zouden we twee blauwe banden voor de korte CRISPR-geknipte DNA-strengen op één plek moeten zien, en één blauwe band voor een langer, ongesneden stuk DNA (onze controle) op een andere locatie.

Sosa droeg de gel naar de badkamer, waar we het licht uit deden en er onder blauw licht naar keken. Ik hield mijn adem in terwijl ik de gel inspecteerde op markeringen. Een lichtblauwe band glinsterde in het donker en de besturing zag een andere enkele band die de plek verlichtte waar we ons CRISPR-DNA hadden moeten zien. &ldquoIk weet niet wat er is gebeurd, maar het ziet er niet goed uit,&rdquo zei Sosa, &ldquoIk denk niet dat het heeft gewerkt.&rdquo

Ik verliet het lab met een verslagen gevoel en ging terug naar San Francisco. Sosa sms'te me een paar minuten later.

Hé, ik heb ontdekt wat er is gebeurd. Er was geen DNA om mee te beginnen, Hij schreef.

Wat is er gebeurd? Ik sms'te terug.

Ik denk dat het DNA is afgebroken of te verdund is geworden, Hij schreef.

Zelfs als we alle andere onderdelen (RNA, eiwitten, enz.) hadden laten werken, maakte het niet uit. We hadden CRISPR geen DNA gegeven om te knippen. Mijn tweede poging tot CRISPR was volkomen mislukt.


Referenties

Alper J (2009) Biotech in de kelder. Nat Biotechnol 27:1077-1078

Anderson J, Sassaman L, You E (2010) De opkomst van gedistribueerde, gedecentraliseerde, amateur / burgerwetenschap en doe-het-zelfbiologie: bezorgdheid over veiligheid en beveiliging. Open Sci Summit, Berkeley, VS, 29-31 juli

Anoniem (2009) Garagebiologie. Amateurwetenschappers die thuis experimenteren, moeten door de professionals worden verwelkomd. Natuur 467(7316):634

Carlson R (2010) Biologie is technologie. Harvard University Press, Cambridge

Carothers J (2013) Ontwerpgestuurde, multi-use onderzoeksagenda's om toegepaste synthetische biologie voor wereldwijde gezondheid mogelijk te maken. Syst Synth Biol. doi:10.1007/s11693-013-9118-2

Chung C, Niemela SL, Miller RH (1989) Bereiding in één stap van competente Escherichia coli: transformatie en opslag van bacteriële cellen in dezelfde oplossing. Proc Natl Acad Sci VS 86:2172

Delfanti A (2010) Genome Hackers, rebellenbiologie, open source en wetenschappelijke ethiek. Universiteit van Milaan, proefschrift

Gibson DG et al (2008) Volledige chemische synthese, assemblage en klonering van een Mycoplasma genitalium-genoom. Wetenschap 319: 1215-1220

Gorman B (2011) Octrooibureau als poortwachter voor bioveiligheid: verantwoordelijke wetenschap bevorderen en het vertrouwen van het publiek in doe-het-zelfwetenschap opbouwen. Marshall Rev Intell Prop L 3(10):423-449

Grimm E, Arbuthnot P (1995) Snelle zuivering van recombinant Taq-DNA-polymerase door bevriezing en ontdooiing bij hoge temperatuur van bacteriële expressieculturen. Nucleïnezuren Res 23:4518–4519

Hajibabaei M (2012) De gouden eeuw van DNA-metasystematiek. Trends Genet 28(11):535–537

Hillson NJ (2011) DNA-assemblagemethodestandaardisatie voor synthetische biomoleculaire circuits en systemen. Ontwerp en analyse van biomoleculaire circuits 10:295-314

Hillson NJ, Rosengarten RD, Keasling JD (2012) J5 DNA-software voor automatisering van assemblageontwerp. ACS-synth. Biol 1(1):14–21

Ingelfinger JR (2008) Melamine en de wereldwijde implicaties van voedselverontreiniging. New England Journal of Medicine 359(26):2745-2748

Kera D (2012) Hackerspaces en DIYbio in Azië: wetenschap en gemeenschap verbinden met open data, kits en protocollen. Journal of Peer Production, nummer 2

Khalil AS, Collins JJ (2010) Synthetische biologie: toepassingen worden volwassen. Nat Rev Genet 11:367-379

Kuiken T, Pauwels E (2010) Voorbij het laboratorium en ver weg: onmiddellijke en toekomstige uitdagingen bij het besturen van de bio-economie. http://www.synbioproject.org/process/assets/files/6642/beyond_the_laboratory_and_far_away_a_wilson_center_policy_brief.pdf

Ledford H (2010) Levenshackers. Natuur 467:650-652

Meyer M (2012) Bouw je eigen lab: doe-het-zelf-biologie en de opkomst van biotech-economieën voor burgers. J Peer Prod, uitgave 2

Rodrigo G, Landrain TE, Jaramillo A (2012) De novo geautomatiseerd ontwerp van kleine RNA-circuits voor het engineeren van synthetische riboregulatie in levende cellen. Proc. nat. Acad. Wetenschap. 109(38):15271–15276

Sanborn MR, Wan SK, Bulard R (1982) Microgolfsterilisatie van plastic weefselkweekvaten voor hergebruik. Appl Environ Microbiol 44:960–964

Sawyer E (2011) De beloften, eisen en risico's van garagebiologie. Natuur 18 aug 2011

Schmidt M (2008) Verspreiding van synthetische biologie: een uitdaging voor bioveiligheid. Syst Synth Biol 2(1–2):1–6

Shetty RP, Endy D, Knight TF (2008) Engineering BioBrick-vectoren van BioBrick-onderdelen. J Biol Eng 2:5

Siddappa N, Avinash A, Venkatramanan M, Ranga U (2007) Regeneratie van commerciële nucleïnezuurextractiekolommen zonder het risico van overdrachtverontreiniging. Biotechnieken 42: 186-192

Soma Y et al (2012) Directe isopropanolproductie uit cellobiose door gemanipuleerde Escherichia coli met behulp van een synthetische route en een celoppervlakweergavesysteem. J Biosci Bioeng. doi:10.1016/j.jbiosc.2012.02.019

Tocchetti S (2012) DIYbiologen als 'makers' van persoonlijke biologieën: hoe MAKE Magazine en Maker Faires bijdragen aan de vorming van biologie als een persoonlijke technologie. Journal of Peer Production, nummer 2

Tucker JB (2011) Kunnen terroristen synthetische biologie misbruiken? Het nieuwe Atlantis.com

Wohlsen M (2011) Biopunk: doe-het-zelvers hacken de software van het leven. Stroom (red.)

Wolinsky H (2009) Keukenbiologie. EMBO Rep 10(7):683-685

Yehezkel TB et al (2011) Recursieve constructie en foutcorrectie van DNA-moleculen en bibliotheken van synthetisch en natuurlijk DNA. Meth-enzym 498:207-245


Forensics Lab 8.0: latente vingerafdrukken onthullen – Inleiding

Zelfs iemand die niets anders van forensisch onderzoek weet, weet van vingerafdrukken. De individualiteit van vingerafdrukken was algemeen aanvaard, zoals vastgesteld door forensische wetenschappers en rechtbanken, aan het begin van de 20e eeuw, en de miljarden vingerafdrukspecimens die sindsdien zijn genomen, hebben bevestigd dat vingerafdrukken unieke individuele kenmerken zijn. Figuur 8.1 laat een volledige vingerafdruk zien die we hebben gemaakt door een van onze vingers tegen een stempelkussen te drukken en deze vervolgens tegen een vel papier te rollen.

Figuur 8-1. Een typische volledige vingerafdruk genomen onder gecontroleerde omstandigheden

Helaas zijn afdrukken die op een plaats delict worden gevonden meestal gedeeltelijk, gebroken, besmeurd of anderszins inferieur aan de perfecte exemplaren op vingerafdrukkaarten, dus het is vaak onmogelijk om een ​​volledige vergelijking te maken. Vingerafdrukonderzoekers gebruiken vergelijkingspunten, ook wel identificatiepunten genoemd, om onbekende vingerafdrukken te vergelijken met bekende exemplaren. Een vergelijkingspunt is een bepaald individueel kenmerk van een bepaalde vingerafdruk, zoals waar een richel eindigt of vertakt of de vorm en het aantal richels in een krans. Als er voldoende vergelijkingspunten zijn tussen twee vingerafdrukken, is het redelijk om aan te nemen dat die twee afdrukken door dezelfde vinger zijn gemaakt, zelfs als delen van de ondervraagde afdruk ontbreken, besmeurd zijn of anderszins verduisterd zijn. Figuur 8.2 toont een typische ondervraagde gedeeltelijke vingerafdruk gevonden op een ondervraagd document. Hoewel er wat ribbeldetail aanwezig is, is het onwaarschijnlijk dat deze prent kan worden geïdentificeerd aan de hand van een bekende afdruk.

Figuur 8-2. Een typische ondervraagde vingerafdruk

  • Niveau één – het algemene patroon: lus, boog, krans
  • Niveau twee - de stippen, eilanden, splitsingen, nokuiteinden, enz.
  • Niveau drie – poroscopie, de aanwezigheid en ruimtelijke relatie van de poriën op de printribbels

Er zijn twee soorten vingerafdrukken:

Patent vingerafdrukken zijn met het blote oog zichtbaar onder gewoon licht. Zichtbare vingerafdrukken zijn patent-vingerafdrukken gemaakt door vingers die een oppervlak aanraken nadat ze in contact zijn geweest met inkt, verf, vet, roet, bloed of een soortgelijke substantie. Kunststof vingerafdrukken zijn patent-vingerafdrukken achtergelaten op een beïnvloedbaar materiaal zoals natte verf, boetseerklei, teer, stopverf, was, zeep en soortgelijke materialen. Octrooi-vingerafdrukken van beide typen zijn gewoonlijk gemakkelijk zichtbaar voor onderzoekers van plaats delict en kunnen soms worden gefotografeerd of direct worden opgetild. In sommige situaties kunnen patentvingerafdrukken worden behandeld om hun zichtbaarheid of contrast met het achtergrondoppervlak te vergroten.

Latente vingerafdrukken zijn onzichtbaar voor het blote oog onder gewoon licht, maar kunnen zichtbaar worden gemaakt door afstoffen, chemische ontwikkeling, of een alternatieve lichtbron.

Wat is alternatief?

In forensisch onderzoek is de term alternatieve lichtbron (of ALS) wordt in het algemeen gebruikt om elke heldere lichtbron te beschrijven die licht uitstraalt met een enkele golflengte of een smalle band van golflengten. Een ALS kan licht uitzenden op elke golflengte van ver ultraviolet via het zichtbare spectrum tot in het verre infrarood. Een standaard TL-buis met '8220black light' wordt bijvoorbeeld als een ALS beschouwd, net als een natrium- of kwikdamplamp.

Vanaf de jaren tachtig werden lasers forensisch veel gebruikt als ALS. Omdat lasers duur, omvangrijk en beperkt tot een enkele golflengte waren, waren lasers minder dan een idee als ALS's, dus in de jaren negentig werden lasers geleidelijk verdrongen door draagbare ALS's die konden worden geconfigureerd met filters of sleuven om smalbandig licht uit te zenden over een breed scala van selecteerbare golflengtebereiken. Tegenwoordig worden lasers zelden gebruikt in forensische laboratoria.

Na enige bewerking die nodig is om de afdruk te onthullen of te verbeteren, worden vingerafdrukken van beide typen bewaard door ze te fotograferen of door tillen door voorzichtig transparante tape aan te brengen op het oppervlak dat de afdruk bevat, de tape van het oppervlak te verwijderen en op een kaart over te brengen, of door elektrostatisch tillen, die een elektrostatisch geladen vel doorzichtig plastic gebruikt om poeder aan te trekken dat op de vingerafdrukken wordt aangebracht. Het is op dit punt dat de taak van de forensisch wetenschapper eindigt en de taak van de vingerafdrukonderzoeker begint.

Dennis Hilliard opmerkingen

Hijsen wordt over het algemeen gedaan om een ​​afdruk te kunnen fotograferen. Als het object mobiel is, wordt de afdruk niet opgetild maar op zijn plaats gehouden met hijstape. Als het oppervlak onregelmatig is, wordt een lift gemaakt voor fotografische doeleinden. Hoewel ik nog nooit een vingerafdruk heb zien verwijderen door 'elektrostatisch tillen', wordt deze vaak gebruikt om voetafdrukken in stof van vloeren te verwijderen. In forensische laboratoria of politieafdelingen die officieren hebben die zijn opgeleid in vingerafdrukonderzoek, is mijn ervaring dat de afdrukken worden verwerkt en vervolgens door dezelfde analist worden onderzocht. In Rhode Island en in veel staten in het noordoosten van de VS wordt het bewijs dat wordt verdacht van latente afdrukken verzameld door wetshandhavers. Onze examinatoren leiden deze functionarissen op om bepaalde soorten bewijsmateriaal gedeeltelijk te verwerken, aangezien tijd vaak van essentieel belang is.

Er worden verschillende methoden gebruikt om latente afdrukken te onthullen. Sommige methoden zijn niet-destructief, wat betekent dat als ze worden geprobeerd en er geen afdrukken worden onthuld, er later andere methoden kunnen worden gebruikt. Andere methoden, met name de ontwikkeling van zilvernitraat en de fysieke ontwikkelaar, zijn destructief, in die zin dat het gebruik ervan het gebruik van alternatieve methoden om de afdrukken te vergroten uitsluit, of dat het gebruik ervan kan voorkomen dat het object wordt getest op andere soorten forensisch bewijs, zoals bloed of DNA . De specifieke methode of methoden die worden gebruikt en de volgorde waarin ze worden toegepast, hangt ook af van de aard (poreus, halfporeus of niet-poreus) en de toestand (bijv. nat, droog, vuil, plakkerig, enz.) van het oppervlak dat de afdrukken, evenals de resten waaruit de afdrukken bestaan, zoals transpiratie, bloed, olie of stof.

Visueel onderzoek is altijd de eerste stap bij het onthullen van latente vingerafdrukken. Sommige latente afdrukken zijn patent onder sterke, schuine verlichting. Het verplaatsen van kleine objecten onder verschillende hoeken onder een vaste lichtbron kan talrijke afdrukken onthullen, net als het verplaatsen van de lichtbron zelf bij het onderzoeken van grotere of vaste objecten. Alle latente afdrukken die zichtbaar worden onder schuine verlichting, worden gefotografeerd voordat een volgende behandeling wordt geprobeerd. Sommige afdrukken die bij visueel onderzoek worden onthuld, kunnen op een andere manier niet worden gedetecteerd. Goed gedaan, visueel onderzoek is volledig niet-destructief. Als u dit niet op de juiste manier doet, kan de behandeling die nodig is voor visueel onderzoek, afdrukken besmeuren of vernietigen die visueel onzichtbaar zijn maar mogelijk zichtbaar zijn met andere methoden.

Nadat het visuele onderzoek is voltooid, is de gebruikelijke volgende stap om het monster te onderzoeken met behulp van inherente fluorescentie. Verschillende componenten van het vingerafdrukresidu, inclusief transpiratie, vetten en andere organische componenten, en vreemde materialen die aanwezig waren op de vingertoppen toen de afdruk werd gemaakt, kunnen fluoresceren onder laser-, ultraviolet- of andere alternatieve lichtbronnen. In een verduisterde kamer wordt het ondervraagde oppervlak verlicht met de alternatieve lichtbron en bekeken door een filter van complementaire kleur. Langegolf ultraviolette (zwart licht) buizen zenden bijvoorbeeld enig zichtbaar licht uit in het diep violette deel van het spectrum. Het bekijken van een oppervlak dat zo verlicht is door een diepgele of oranje filter, blokkeert in wezen al het gereflecteerde invallende violette licht, waardoor elke inherente fluorescentie die wordt uitgezonden door de vingerafdrukresten in de gele tot rode delen van het spectrum duidelijker zichtbaar wordt. De inherente fluorescentiemethode kan op elk oppervlak worden gebruikt, inclusief oppervlakken die niet kunnen worden behandeld met poeders of chemische methoden, en kunnen latente afdrukken zichtbaar maken die met geen enkele andere methode worden onthuld. Net als visueel onderzoek is onderzoek door inherente fluorescentie niet-destructief.

Nadat visueel onderzoek en inherent fluorescentieonderzoek zijn voltooid, kunnen andere methoden worden gebruikt om aanvullende latente vingerafdrukken te onthullen. Vingerafdrukpoeders, jodiumdampen en zilvernitraat worden beschouwd als de “klassieke” methoden, omdat ze al sinds de 19e eeuw worden gebruikt. Ondanks hun leeftijd en de beschikbaarheid van nieuwere methoden, blijven alle drie deze methoden, met enkele kleine verbeteringen, vandaag in gebruik.

Vingerafdrukpoeders worden voornamelijk gebruikt voor het afstoffen van niet-poreuze oppervlakken zoals glas en gepolijst metaal, meestal om latente vingerafdrukken op onroerende voorwerpen op plaats delict te onthullen. Poeders worden vaak gebruikt in combinatie met superlijm roken om een ​​lift te maken.

Een zeer fijn poeder wordt aangebracht op het gebied dat de latente afdruk bevat. Het poeder hecht zich aan de resten waaruit de vingerafdruk bestaat. Overtollig poeder wordt verwijderd door voorzichtig te borstelen of door luchtbellen uit een spuit te gebruiken. Nadat het overtollige poeder is verwijderd, wordt de vingerafdruk onthuld en kan deze worden gefotografeerd of opgetild. Vingerafdrukpoeders zijn verkrijgbaar in tinten van wit tot zwart, waardoor de vingerafdruktechnicus een poeder kan kiezen dat contrasteert met het achtergrondoppervlak. Fluorescerende vingerafdrukpoeders zijn handig voor het oplichten van afdrukken op bedrukte of van een patroon voorziene oppervlakken, waardoor het anders moeilijk zou kunnen zijn om het patroon van de afdruk zelf te zien.

Magnetische vingerafdrukpoeders worden gebruikt met magnetische borstels, waarmee overtollig poeder kan worden verwijderd zonder de afdruk daadwerkelijk aan te raken. Magnetische poeders worden vaak gebruikt om latente vingerafdrukken op papieren oppervlakken af ​​te geven, een uitzondering op de algemene regel dat poeders alleen op niet-poreuze oppervlakken worden gebruikt.

Jodium rokend wordt gebruikt om afdrukken op poreuze en halfporeuze oppervlakken zoals papier, karton en onafgewerkt hout zichtbaar te maken. Het te behandelen object wordt in een afgesloten ruimte geplaatst die enkele jodiumkristallen bevat. Door de kristallen zachtjes te verhitten, sublimeren ze (ga van vaste fase naar gasfase zonder door de vloeibare fase te gaan). De violette jodiumdamp hecht selectief aan vingerafdrukresten, waardoor ze oranje worden. Deze oranje vlekken zijn voortvluchtig, dus ze moeten onmiddellijk worden gefotografeerd. Na een periode van enkele uren tot enkele dagen verdwijnen de jodiumvlekken en blijft het monster in zijn oorspronkelijke staat. De ontwikkelde prints kunnen semi-permanent gemaakt worden door ze te behandelen met een zetmeeloplossing, waardoor de oranje vlekken blauw-zwart kleuren. Deze vlekken blijven weken tot maanden aanhouden, afhankelijk van de bewaarcondities.

Jodiumsprayreagens (ISR) is een vloeibare analoog aan jodium rokend.Net als jodiumdampen, wordt ISR gebruikt om afdrukken op poreuze en semiporeuze oppervlakken zoals papier, karton en onafgewerkt hout te onthullen, maar ISR kan worden gebruikt op specimens waarvoor roken onpraktisch is. ISR is samengesteld als twee voorraadoplossingen die worden gecombineerd om de werkende oplossing te maken. Oplossing A (jodium) is een 0,1% w/v oplossing van jodiumkristallen in cyclohexaan. Oplossing B (fixeermiddel) is een 12,5% w/v oplossing van alfa-naftoflavon in methyleenchloride. De werkoplossing wordt gemaakt door A:B te combineren in een 100:2-verhouding, grondig te mengen en de werkoplossing te filtreren door een gezichtsdoekje of filtreerpapier. De werkoplossing wordt met de fijnst mogelijke nevel op het onderzochte oppervlak gespoten. Latente afdrukken ontwikkelen zich onmiddellijk en moeten zo snel mogelijk worden gefotografeerd.

Rol je eigen ISR

We hadden geen alfa-naftoflavonen bij de hand (of welk cyclohexaan dan ook), dus besloten we te kijken wat we konden bereiken met wat we wel in huis hadden. Jodium heeft zo'n hoge affiniteit voor de vetten die aanwezig zijn in vingerafdrukken dat we dachten dat bijna elke jodiumoplossing zou moeten werken, tenminste op een bepaalde manier. Het bleek dat we gelijk hadden.

We brachten een gram of zo jodium over in een kleine spuitfles en voegden een paar ml aanstekervloeistof toe, wat een prachtige violette oplossing vormde. Niet al het jodium loste op en we gebruikten de laatste van onze aanstekervloeistof, dus vulden we de fles af met 70% ethanol. Jodium in ethanolische oplossing is bruin, dus het verbaasde ons niet dat de oplossing een diep paarsbruine kleur kreeg. Een van ons drukte toen zijn vingers tegen een vel kopieerpapier. We hebben dat deel van het papier besproeid (in de gootsteen is jodium spuiten erg rommelig) en een föhn gebruikt om het oplosmiddel te verdampen. Figuur 8.3 toont de resultaten. Niet ideaal, zeker, maar veel beter dan we hadden verwacht.

Figuur 8-3. Vingerafdrukken onthuld door te spuiten met een jodiumoplossing

Zilvernitraat wordt ook gebruikt om afdrukken op papier en soortgelijke oppervlakken zichtbaar te maken. Het oppervlak wordt behandeld met een verdunde oplossing van zilvernitraat door sproeien of onderdompelen. Het oplosbare zilvernitraat reageert met het natriumchloride (zout) dat in zweet aanwezig is om onoplosbaar zilverchloride te produceren. Het oppervlak kan na behandeling al dan niet worden afgespoeld met water om overtollig zilvernitraat te verwijderen. In beide gevallen wordt het behandelde oppervlak blootgesteld aan zonlicht of een ultraviolette lichtbron, die het zilverchloride reduceert tot metallisch zilver, waardoor de afdrukken zichtbaar worden als grijszwarte vlekken. Zorgvuldige observatie is vereist om ervoor te zorgen dat de afdrukken niet overontwikkeld zijn, vooral als het oppervlak na de behandeling niet is afgespoeld. In extreme gevallen van overontwikkeling kan het gehele oppervlak zwart worden. De ontwikkeling van zilvernitraat is destructief en wordt daarom alleen gebruikt na het roken van jodium en andere ontwikkelingsmethoden. Er worden drie varianten van zilvernitraatoplossing gebruikt, een 1% w/v waterige oplossing, een 3% w/v waterige oplossing en een 3% w/v ethanolische oplossing. De alcoholoplossing wordt gebruikt op oppervlakken zoals vetvrij papier, gecoat karton en polystyreenschuim die water afstoten en zo de waterige oplossingen doen parelen.

Zilvernitraat wordt als laatste gebruikt, als het al wordt gebruikt, omdat het later gebruik van een andere ontwikkelmethode uitsluit. Zilvernitraat kan slagen waar andere ontwikkelingsmethoden falen, omdat zilvernitraat reageert met het niet-vluchtige natriumchloride dat aanwezig is in vingerafdrukresten. Zeer oude vingerafdrukken hebben misschien al hun vluchtige resten verloren, maar het natriumchloride-residu blijft. Zilvernitraat is met succes gebruikt om latente afdrukken te ontwikkelen die jaren, decennia, zelfs eeuwen oud zijn.

Ninhydrine werd in 1954 geïntroduceerd als de eerste van de moderne methoden voor het ontwikkelen van vingerafdrukken. In 1910 synthetiseerde de Engelse organisch chemicus Siegfried Ruhemann ninhydrine (triketohydrindeenhydraat) en meldde dat het reageert met aminozuren om een ​​violette kleurstof te vormen die vervolgens Ruhemann's8217s Purple (RP) werd genoemd. Forensische wetenschappers moeten bij de schakelaar hebben geslapen, want pas 44 jaar later meldden S. Oden en B. von Hoffsten in het nummer van 6 maart 1954 van Natuur dat ninhydrine kan worden gebruikt om latente vingerafdrukken te ontwikkelen. Hoewel aminozuren in slechts kleine hoeveelheden aanwezig zijn in vingerafdrukresten, is RP zo intens gekleurd dat de ontwikkeling van ninhydrine grimmige zichtbare beelden van latente afdrukken produceert.

Net als jodiumdampen en zilvernitraatontwikkeling, is de ontwikkeling van ninhydrine het nuttigst voor afdrukken op poreuze oppervlakken. Het betrokken oppervlak wordt eenvoudig besproeid met of gedompeld in een verdunde oplossing van ninhydrine. Na een periode van enkele minuten tot enkele uren ontwikkelen de afdrukken zich vanzelf als paarse vlekken. In sommige gevallen worden extra latente afdrukken zichtbaar als de ontwikkeling gedurende 24 tot 48 uur wordt voortgezet. De verwerking kan worden versneld door het behandelde oppervlak te verwarmen en te bevochtigen met een stoomstrijkijzer. Na ontwikkeling met ninhydrine kunnen prints worden besproeid met een 5% w/v oplossing van zinkchloride in een 25:1 mengsel van MTBE (methyl-tert-butylether) en watervrije ethanol. Dit reagens veroorzaakt een kleurverschuiving van paars naar geeloranje en laat de ontwikkelde afdrukken fluoresceren onder een ALS.

Er worden twee varianten van ninhydrine-oplossing gebruikt, afhankelijk van het te behandelen oppervlak. De standaardformulering is een 0,5% w/v oplossing van ninhydrine in een 3:4:93 mengsel van methanol:isopropanol:petroleumether. De alternatieve formulering is een 0,6% w/v oplossing van ninhydrine in aceton.

DFO, ook bekend onder de chemische naam 1,8-diazafluoren-9-on, werkt volgens hetzelfde mechanisme als ninhydrine en reageert met aminozuren in vingerafdrukresten om zichtbare vlekken te vormen. DFO-vlekken zijn veel zwakker dan die van ninhydrine, maar DFO-vlekken fluoresceren direct, zonder nabehandeling. DFO werd gepopulariseerd door de Britse politie en wordt nog steeds op grotere schaal gebruikt in de landen van het Britse Gemenebest dan elders. DFO is enigszins controversieel. Veel experts beweren dat DFO gevoeliger is dan ninhydrine en superieure details biedt. Andere experts hebben de betrouwbaarheid van DFO in twijfel getrokken en geven er de voorkeur aan alleen ninhydrine te gebruiken.

Als DFO wordt gebruikt, moet dit worden gebruikt voordat ninhydrine, PD of zilvernitraat wordt toegepast. DFO-reagens is een 0,05% oplossing van DFO-kristallen in een oplossing bestaande uit methanol:ethylacetaat:azijnzuur:petroleumether in een verhouding van 20:20:4:164. DFO wordt aangebracht door sproeien of onderdompelen, gevolgd door drogen, het oppervlak terugtrekken, opnieuw drogen, het behandelde oppervlak 10 tot 20 minuten verwarmen tot 50 °C tot 100 °C en ten slotte bekijken onder een alternatieve lichtbron bij 495 nm tot 550 nm. Verhoogde afdrukken worden gefotografeerd door een oranje filter. Omdat DFO-reagens duur is en de vereiste procedure complex en tijdrovend is, wordt DFO-behandeling minder vaak gebruikt dan anders het geval zou zijn.

Soedan zwart is een kleurstof die reageert met de talgachtige transpiratiecomponent van vingerafdrukken om een ​​blauwzwarte vlek te vormen. Soedanzwart wordt voornamelijk gebruikt voor natte oppervlakken, inclusief oppervlakken die zijn verontreinigd met dranken, olie, vet of voedsel, en is ook nuttig voor de nabewerking van met cyanoacrylaat behandelde afdrukken, met name die aan de binnenkant van latex- of rubberen handschoenen. Het Soedanzwart-reagens is gewoon een 1% w/v-oplossing van Soedanzwart in 60% tot 70% ethanol, hoewel het meestal wordt gemaakt door de vaste kleurstof op te lossen in 95% ethanol en vervolgens gedestilleerd water toe te voegen om de ethanolconcentratie te verlagen tot 60% tot 70%. Tijdens gebruik wordt het betrokken oppervlak ongeveer twee minuten ondergedompeld in de Soedan-zwarte oplossing en vervolgens voorzichtig afgespoeld met water. Verhoogde afdrukken zijn zichtbaar als blauwzwarte vlekken.

Bloedreagentia worden gebruikt om latente afdrukken te ontwikkelen en zichtbare afdrukken te verbeteren die bloed bevatten in de vingerafdrukresten. Deze middelen worden ook vaak gebruikt om latente met bloed bevlekte voetafdrukken, handafdrukken, enzovoort te onthullen.

Amido zwart, de oudste van deze reagentia, is een kleurstof die eiwitten in bloedresten blauwzwart kleurt. Er worden verschillende varianten van amidozwart reagens gebruikt. De meest voorkomende is een 0,2% w/v oplossing van amidozwart in een 9:1 mengsel van methanol:azijnzuur. Het betreffende oppervlak wordt besproeid met of ondergedompeld in deze oplossing en men laat het 30 seconden tot een minuut weken, waarna het wordt gespoeld met een 9:1 methanol:azijnzuuroplossing. De kleur-/spoelprocedure kan worden herhaald om het contrast te verhogen. Na een laatste spoeling met water wordt het monster gedroogd en gefotografeerd. Oppervlakken die waarschijnlijk worden beschadigd door methanol kunnen worden behandeld met een alternatieve formulering die 0,3% amidozwart w/v, 0,3% natriumcarbonaat w/v en 2,0% 5-sulfosalicylzuur w/v bevat in een 89:5: 5:1,25 mengsel van water:azijnzuur:mierenzuur:Kodak Photo-Flo 600. Bevraagde oppervlakken worden drie tot vijf minuten besproeid met of ondergedompeld in deze oplossing en daarna afgespoeld met water. Nogmaals, de behandeling kan worden herhaald om het contrast te verhogen. Er kan een alternatief amidozwart-reagens op waterbasis worden gemaakt dat 0,2% w/v is met betrekking tot amidozwart en 1,9% w/v met betrekking tot citroenzuur in een 998:2-mengsel van water: Kodak Photo-Flo 600. Het betrokken oppervlak wordt besproeid met of ondergedompeld in deze oplossing en laat het 30 seconden tot een minuut weken, waarna het wordt afgespoeld met water. Herhaalde behandelingen kunnen worden gebruikt om het contrast te verhogen.

Leukocrystal violet (LCV) is een alternatief voor amidozwart en geeft vergelijkbare resultaten. LCV-reagens is een oplossing in 3% waterstofperoxide dat 0,2% w/v is met betrekking tot LCV, 2,0% w/v met betrekking tot 5-sulfosalicylzuur en 0,74% w/v met betrekking tot natriumacetaat. Wanneer deze oplossing op een twijfelachtig oppervlak wordt gesproeid, ontwikkelen de afdrukken zich in ongeveer 30 seconden, waarna het oppervlak wordt drooggedept en gefotografeerd.

Coomassie briljant blauw is een ander alternatief voor amidozwart dat vergelijkbare resultaten oplevert. Coomassie brilliant blue reagens is een 0,1% oplossing van Coomassie brilliant blue R kleurstof in een 2:9:9 mengsel van azijnzuur:methanol:water. Wanneer deze oplossing op een twijfelachtig oppervlak wordt gesproeid, ontwikkelen de afdrukken zich in 30 tot 90 seconden, waarna het oppervlak wordt gespoeld met een 2:9:9-oplossing van azijnzuur:methanol:water. Herhaalde behandelingen kunnen worden gebruikt om het contrast te verhogen. Na de laatste behandeling wordt het oppervlak gespoeld met gedestilleerd water, gedroogd en gefotografeerd.

Crowle's 8217s dubbele vlek is nog een ander alternatief voor amidozwart dat ook vergelijkbare resultaten oplevert. Zoals je zou verwachten, gebruikt de ontwikkelaaroplossing twee kleurstoffen. Het bevat 0,015% w/v Coomassie brilliant blue R en 0,25% crocein scarlet 7B in een 3:5:92 mengsel van trichloorazijnzuur:azijnzuur:water. Het betrokken oppervlak wordt besproeid met of ondergedompeld in deze oplossing, 30 tot 90 seconden geweekt en vervolgens gespoeld met een 3:97 mengsel van azijnzuur:water. Na de laatste behandeling wordt het oppervlak gespoeld met water, gedroogd en gefotografeerd.

SCHAR, ook bekend onder de chemische naam 3,3′-diaminobenzidinetetrahydrochloride, is de nieuwste van de bloedreagentia. De DAB-methode is relatief ingewikkeld en duur, maar levert soms bruikbare resultaten op waar geen enkele andere methode werkt. Het DAB-proces vereist vier reagentia. Oplossing A, het fixeermiddel, is een 2% w/v oplossing van 5-sulfosalicylzuur in gedestilleerd water. Oplossing B, de buffer, is een 1:8 mengsel van 1 M pH 7,4 fosfaatbufferoplossing in gedestilleerd water. Oplossing C is een 1% w/v oplossing van DAB in gedestilleerd water. Ontwikkelaar wordt gemaakt door 180 volumedelen oplossing B te combineren met 20 delen oplossing C en één deel 30% waterstofperoxide.

Prints kunnen worden ontwikkeld door de DAB-onderdompelingsmethode: of de DAB-weefselmethode, afhankelijk van welke beter geschikt is voor het monster. Voor de onderdompelingsmethode wordt het monster 3 tot 5 minuten geweekt in een schaal met oplossing A om de afdrukken te fixeren, gevolgd door 30 seconden tot een minuut spoelen in een schaal met gedestilleerd water. Na de eerste spoeling wordt het monster maximaal vijf minuten geweekt in een bak met ontwikkelaar, totdat het maximale contrast is bereikt. Na een laatste spoeling in gedestilleerd water wordt het monster aan de lucht gedroogd of gedroogd met een föhn, waarna het wordt gefotografeerd. Voor de tissuemethode wordt het oppervlak bedekt met een ongeparfumeerde gezichtstissue of een dunne papieren handdoek, die vervolgens wordt besproeid met oplossing A en drie tot vijf minuten laat weken. Het weefsel wordt verwijderd en het gebied wordt gedurende 30 seconden tot een minuut gespoeld met gedestilleerd water. Een nieuw weefsel wordt over het onderwerpgebied geplaatst, verzadigd met ontwikkelaar, en men laat het tot vijf minuten weken. Wanneer de ontwikkeling is voltooid, wordt het gebied grondig gespoeld met gedestilleerd water, gedroogd en gefotografeerd.

Reagens voor kleine deeltjes (SPR)

Reagens voor kleine deeltjes (SPR) is een vloeibare suspensie van vaste deeltjes van donkergrijs molybdeendisulfide, aangebracht op het betrokken oppervlak door te sproeien of te dompelen. SPR werkt op dezelfde manier als vingerafdrukpoeders - door fysieke hechting van deeltjes aan vettige vingerafdrukresten - maar in tegenstelling tot droge vingerafdrukpoeders kan SPR worden gebruikt voor het verwerken van natte oppervlakken, inclusief oppervlakken gedrenkt in vloeibare versnellers en andere organische oplosmiddelen. SPR wordt ook gebruikt op glanzende niet-poreuze oppervlakken zoals glas en plastic, gecoat glanzend papier en oppervlakken bedekt met glanzende verf. Afdrukken die door SPR zijn gemaakt, zijn uiterst kwetsbaar en moeten worden gefotografeerd voordat er wordt geprobeerd ze op te tillen. Gemodificeerde versies van SPR zijn verkrijgbaar in witte, grijze en fluorescerende vormen, die allemaal zijn gebaseerd op andere chemicaliën dan molybdeendisulfide.

Rol je eigen SPR

Hoewel SPR direct verkrijgbaar is bij forensische leveranciers, kunt u proberen er zelf een te maken. Voeg hiervoor ongeveer 5 g molybdeendisulfide (droog poedersmeermiddel verkocht als Moly Lube en soortgelijke handelsnamen) toe aan ongeveer 100 ml water waaraan u 1 ml vloeibaar afwasmiddel hebt toegevoegd. Roer deze suspensie voor gebruik goed door en breng deze aan door te sproeien of te dompelen. Laat de SPR een minuut inwerken en spoel het oppervlak daarna voorzichtig af met water. We hebben deze ad-hocmethode geprobeerd en het werkte eigenlijk wel.

Super lijm rokend, ook wel genoemd cyanoacrylaat rokend van het primaire bestanddeel van Super Glue, werd in 1976 per ongeluk ontdekt toen Masao Soba witte vingerafdrukken op het oppervlak van een superlijmcontainer opmerkte. Frank Kendall verbeterde het proces en paste het aan aan de ontwikkeling van latente vingerafdrukken, en rapporteerde zijn bevindingen in een paper uit 1980. Sinds die tijd is Super Glue fuming een van de meest gebruikte ontwikkelingsprocessen voor latent printen geworden.

Super Glue fuming wordt gebruikt om latente afdrukken te maken op niet-poreuze glanzende oppervlakken zoals glas, plastic en gepolijst metaal. Net als afstoffen is het roken van cyanoacrylaat een fysiek proces. Cyanoacrylaatdamp wordt selectief aangetrokken door vingerafdrukresten, waar het zich ophoopt als een kristallijne witte afzetting. De ontwikkelde latente afdrukken kunnen worden gefotografeerd zoals ze zijn, of kunnen worden afgestoft of behandeld met verschillende kleurstoffen die de zichtbaarheid en het contrast van de afdrukken verbeteren. Hoewel het exacte mechanisme onbekend blijft, wordt vermoed dat de superlijmdampen worden gekatalyseerd door de kleine hoeveelheid vocht die wordt aangetrokken door de natriumchlorideresiduen in latente vingerafdrukken.

De standaardmethode voor het roken van Super Glue is om het te roken object in een afgesloten ruimte te plaatsen (aquaria worden vaak gebruikt) die een kleine elektrische verwarming bevat. Een aluminium weegboot wordt op de kachel geplaatst en de temperatuur wordt hoog ingesteld. Als de boot heet is, wordt er een paar ml cyanoacrylaat aan de boot toegevoegd. Het roken begint onmiddellijk en is gewoonlijk voltooid na 30 seconden tot 10 of 15 minuten. Als alternatief kan een watje worden gedrenkt in 0,5 M natriumhydroxide en laten drogen. Eenmaal droog wordt het watje in de kamer geplaatst en bevochtigd met een paar druppels cyanoacrylaat. Het roken begint binnen enkele seconden en kan doorgaan totdat de latente afdrukken zichtbaar worden.

Super Glue fumed prints kunnen direct worden gefotografeerd, of worden behandeld met kleurstoffen om de zichtbaarheid en het contrast van de prints te vergroten en ze beter zichtbaar te maken tegen een achtergrond met patroon. Met uitzondering van Soedanzwart zijn de meeste van deze kleurstoffen fluorescerend, met absorptiegolflengten die overeenkomen met de emissiegolflengten van veelgebruikte forensische alternatieve lichtbronnen. Bijvoorbeeld, rhodamine 6G kan worden geëxciteerd met een lichtbron van 495 nm (blauw) tot 540 nm (groen-geel), met maximale absorptie bij 525 nm (groen). Rhodamine 6G fluoresceert in het bereik van 555 nm (geelgroen) tot 585 nm (oranje), met maximale emissie bij 566 nm (geel). Door het behandelde oppervlak te bekijken door een filter dat golflengten onder ongeveer 555 nm blokkeert maar langere golflengten doorlaat, zijn de behandelde vingerafdrukken zichtbaar als een gele gloed tegen een donkere achtergrond.

Verschillende fluorescerende kleurstoffen worden alleen of in combinatie gebruikt om pyrogene afdrukken met superlijm na te bewerken. Standaard individuele kleurstoffen omvatten rhodamine 6G, Ardrox, 7-(p-methoxybenzylamino)-4-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazool (MBD in het kort), basisgeel 40, safranine O, en thenoyl europium chelaat. De meest gebruikte combinatie is: RAM, een mengsel van rhodamine 6G, Ardrox P133D en MBD. Andere mengsels worden ook gebruikt, waaronder: STRAAL (rhodamine 6G, Ardrox en basisgeel 40), en MRM 10 (MBD, rhodamine 6G en basisgeel 40).

Fysieke ontwikkelaar (PD) is nuttig voor het ontwikkelen van latente vingerafdrukken op de meeste poreuze oppervlakken en sommige niet-poreuze oppervlakken. Het is vooral handig voor het zichtbaar maken van latente afdrukken op papiergeld, papieren zakken en poreuze oppervlakken die nat zijn geweest. PD is een destructief proces en wordt daarom altijd als laatste of als laatste gebruikt. PD is een alternatief voor de zilvernitraatmethode. Je kunt het een of het ander gebruiken, maar niet allebei. Welke u ook gebruikt, het moet de laatste methode zijn die u toepast. PD wordt normaal gesproken gebruikt na DFO en/of ninhydrine en onthult vaak latente afdrukken die geen van beide methoden onthulden.

Het “fysieke” deel van de naam is een verkeerde benaming. PD is geen fysiek proces (zoals afstoffen), maar een chemisch proces. Het hangt af van een redoxreactie die zilverionen reduceert tot metallisch zilver, dat de latente vingerafdrukken een grijszwarte kleur geeft. De PD-werkoplossing is onstabiel, in die zin dat deze onmiddellijk moet worden gebruikt nadat deze is gemaakt, maar het is juist deze instabiliteit die ervoor zorgt dat PD zo goed werkt als hij doet. PD is duur, complex, kieskeurig, destructief en vereist veel ervaring om goede resultaten te krijgen. Ondanks deze kritiek wordt PD gebruikt omdat het vaak resultaten oplevert als geen enkele andere methode werkt. Om deze reden gebruiken veel forensische laboratoria routinematig PD als de laatste stap bij het verwerken van latente afdrukken.

Het PD-proces vereist vier oplossingen, met een vijfde oplossing optioneel. Oplossing A is een 2,5% w/v oplossing van maleïnezuur in gedestilleerd water. Oplossing B (redoxoplossing) is een waterige oplossing die 3% w/v is met betrekking tot ferrinitraat, 8% w/v met betrekking tot ferroammoniumsulfaat en 2% w/v met betrekking tot citroenzuur.Oplossing C (detergens) is een waterige oplossing die 0,3% w/v is met betrekking tot n-dodecylamineacetaat en 0,4% w/v met betrekking tot Synperonic-N. Oplossing D is een 20% w/v oplossing van zilvernitraat. Oplossing E (bleekmiddel) is een 1:1-mengsel van standaard chloorbleekmiddel met water.

Het te behandelen monster wordt eerst in een schaal met oplossing A geplaatst en gedurende vijf minuten geschud of totdat het borrelen is opgehouden, welke van de twee het langst duurt. Het monster wordt vervolgens overgebracht naar een tweede schaal die de werkende PD-redoxoplossing bevat, gemaakt door oplossingen B:C:D in een 100:4:5-verhouding te combineren en grondig te mengen. Het monster wordt gedurende 5 tot 15 minuten onder voortdurend roeren in de werkende PD-redoxoplossing geweekt, waarna het grondig wordt gespoeld met water, aan de lucht wordt gedroogd of met een föhn wordt gedroogd en gefotografeerd.

Als laatste stap kan naar goeddunken van de bediener bleekmiddel worden aangebracht. Deze oplossing maakt de ontwikkelde prints donkerder, maakt de achtergrond lichter en verwijdert ninhydrinevlekken, maar kan ook details verwijderen die zichtbaar zijn vóór het bleken. Het monster wordt eenvoudigweg ongeveer 15 seconden in de bleekoplossing gedompeld en vervolgens gespoeld, gedroogd en gefotografeerd. Het is belangrijk dat de laatste spoeling grondig is, omdat het monster anders zeer snel kan verslechteren.

Zelfklevende oppervlaktetechnieken

De FBI gebruikt de uitdrukking zelfklevende oppervlaktetechnieken om vier verwerkingsmethoden te beschrijven die worden gebruikt om latente afdrukken op plakkerige oppervlakken op te roepen, zoals de plakzijde van plakband, plaketiketten, afpelbare plastics, enzovoort. Verrassend genoeg zijn drie van de vier methoden–afwisselend zwart poeder, asgrijs poeder, en kleverige kant poeder–zijn op poederbasis. (Je zou kunnen denken dat deze poeders even goed hechten aan de lijm als aan de vingerafdrukresten, maar dat is niet zo.) Alle drie de poeders worden op dezelfde manier aangebracht - tot een dunne pasta gemaakt, op het onderzochte oppervlak geborsteld en afgespoeld met koud water'en vergelijkbare resultaten opleveren. De belangrijkste verschillen tussen deze drie poeders zijn hun kleuren, gekozen om contrast te bieden met verschillende oppervlaktekleuren. De laatste methode, een 0,1% w/v oplossing van gentiaan violet (ook wel kristalviolet genoemd) in water. Het betrokken oppervlak wordt één tot twee minuten besproeid met of ondergedompeld in de gentiaanvioletoplossing, waarna het wordt verwijderd en afgespoeld met koud water. Het gentiaanviolet kleurt de latente afdrukken, die vervolgens onder gewoon licht kunnen worden bekeken en gefotografeerd.

Vacuüm metaalafzetting (VMD)

Vacuüm metaalafzetting (VMD) is conceptueel vergelijkbaar met roken van cyanoacrylaat, maar vervangt metaaldamp door cyanoacrylaatdamp. Het ondervraagde oppervlak wordt in een kamer geplaatst waaruit de lucht wordt afgevoerd. De kamer bevat ook kleine stukjes goud en zink die elektrisch kunnen worden verwarmd tot ze verdampen. Het monster wordt eerst blootgesteld aan gouddamp en vervolgens aan zinkdamp. De metaaldampen hechten selectief aan vingerafdrukken, waardoor latente afdrukken zichtbaar worden als met metaal beklede sporen op een ongerept substraat. Omdat VMD dure apparatuur en materialen vereist, is het gebruik ervan beperkt tot goed uitgeruste en goed gefinancierde forensische laboratoria.

De FBI categoriseert deze processen als Standaard (routinematig gebruikt) of Optioneel (alleen gebruikt in speciale situaties of als aanvulling op standaardprocessen), als volgt:

Kleefoppervlaktetechnieken (alternatief zwart poeder, asgrijs poeder, gentiaanviolet en kleverige zijde poeder), amidozwart (methanolbasis), amidozwart (waterbasis – Fischer 98), DAB, DFO, vingerafdrukpoeders, jodiumdampen , ISR, LCV, ninhydrine (petroleumetherbasis), PD, RAM, zilvernitraat, Sudan zwart, Super Glue rokend en VMD.

Amidozwart (waterbasis), Coomassie briljantblauw, Crowle's8217s dubbele vlek, fluorescerende superlijmkleurstoffen (Ardrox, MBD, MRM 10, rhodamine 6G, safranine O en thenoyl europiumchelaat), Liqui-Drox en ninhydrine (acetonbasis ).

Het is duidelijk dat uit deze overvloed aan technieken, en dit zijn alleen de meest populaire van een grotere groep, we een subset moesten kiezen voor de labsessies in deze sectie. We kozen voor jodiumdampen, zilvernitraat, ninhydrine en Super Glue-dampen, die toevallig de Big Four zijn in echte forensische laboratoria en ook het voordeel hebben dat ze goedkoop zijn en materialen gebruiken die relatief gemakkelijk te verkrijgen zijn. We zullen ook gentiaanviolet gebruiken om afdrukken op cellofaantape te ontwikkelen en afstoffen om afdrukken op glas te ontwikkelen. Ten slotte zullen we twee vloeistoffen gebruiken die in de meeste huizen worden aangetroffen om latente vingerafdrukken op koperen patroonhulzen te onthullen.


20 voordelen en nadelen van het klonen van dieren

De samenleving is veel meer ontspannen over het idee van het klonen van planten in vergelijking met het klonen van dieren. Sommige mensen zien deze technologie als een manier om natuurlijke processen na te bootsen, aangezien een identieke tweeling in wezen een kloon is die door middel van natuurlijke voortplantingsmethoden wordt uitgevoerd. Het verschil is dat een plant niet altijd het voordeel van de twijfel krijgt omdat hij intelligentie heeft of een ziel zoals dieren.

Dolly the Sheep was een succesvol experiment omdat wetenschappers ontdekten dat ze nakomelingen konden produceren uit een ongedifferentieerde cel door middel van nucleaire overdracht. We hebben deze methode gebruikt om het klonen van dieren voor andere soorten te verbeteren, maar de kosten van het volgen van dit proces voor commerciële doeleinden zijn nog steeds veel te hoog.

Wanneer we de voor- en nadelen van het klonen van dieren onderzoeken, moeten we een evenwicht vinden tussen de noodzaak om de evolutie voort te stuwen en tegelijkertijd te zorgen voor diversiteit in genetische structuren. We weten al dat hele monocrops worden weggevaagd wanneer ziekte de landbouw treft, dus hetzelfde resultaat is vrij waarschijnlijk wanneer we dezelfde benadering volgen met het dierenrijk.

Lijst met de voordelen van het klonen van dieren

1. Het klonen van dieren zou ons in staat stellen om milieuhabitats in evenwicht te brengen.
Onze planeet is flexibel in zijn vermogen om in stand te houden, maar we leren dat onze ecosystemen minder elastisch zijn. Als een dier uitsterft of verdwijnt omdat zijn leefgebied het leven niet op de benodigde manier ondersteunt, dan kunnen de gevolgen in de lokale regio zeer dramatisch zijn. Yellowstone National Park zag een grotere erosie van hun rivierbeddingen toen de wolvenpopulaties begonnen af ​​te nemen, en dat is een van de vele voorbeelden.

Klonen zou ons kunnen aanmoedigen om dit evenwicht te herstellen door gekloonde dieren die uitgestorven of bedreigd zijn, te vervangen of zelfs opnieuw te introduceren.

2. Het klonen van dieren zou zorgen voor meer zekerheid in de mondiale voedselvoorziening.
Als de huidige bevolkingstrends zich voortzetten, zullen er tegen het jaar 2050 ergens tussen de 9 miljard en 10 miljard mensen op onze planeet wonen. Dat cijfer zou in de volgende eeuw kunnen verdubbelen. Het is aan ons om uit te zoeken hoe we die hongercrisis vandaag kunnen oplossen, zodat de generaties van morgen kunnen floreren. Het klonen van dieren is een redelijke benadering die zou kunnen helpen om onze aanvoer van dierlijke eiwitten te stabiliseren.

Hoewel dit voordeel de honger op zichzelf niet zal oplossen, zal een hoger niveau van voedselbeschikbaarheid conflicten verminderen, innovatie aanmoedigen en wetenschappers naar de innovatieve resultaten duwen die waarschijnlijk nodig zijn voor de toekomst.

3. Het klonen van dieren zou wetenschappelijke ontdekkingen op andere gebieden kunnen bevorderen.
De wetenschappelijke processen waarmee we dieren kunnen klonen, kunnen nuttig zijn bij de verdubbeling van specifieke cellen die door het hele lichaam worden aangetroffen. We zouden de technieken die op dit gebied zijn ontdekt mogelijk kunnen gebruiken om nieuwe weefsels of organen te produceren als dat nodig is. Het zou het leven van het dier niet in gevaar brengen, en de informatie die uit deze processen wordt verkregen, zou voor nieuwe doorbraken kunnen zorgen op het gebied van de menselijke medische wetenschap. We zouden de gekloonde cellen kunnen evalueren om het nut van elk proces te bepalen om te bepalen hoe progressie in deze velden kan plaatsvinden.

4. Het klonen van dieren kan ouders van huisdieren helpen meer comfort te vinden.
Een huisdier verliezen doet net zoveel pijn als omdat deze dieren vaak gezinsleden worden. De aanwezigheid van katten, honden en anderen geeft structuur aan onze dagelijkse routines. Deze metgezellen helpen ons actief te houden en ze kunnen ons zelfs ondersteunen bij onze inspanningen om de obstakels in het leven te overwinnen.

Huisdieren geven ons een doel. De processen van het klonen van dieren zouden mensen in staat stellen hun herinneringen aan een geliefde metgezel te beschermen met een identiek dier dat door wetenschappers is gemaakt. Deze inspanning zou nog steeds een uniek dier voor de soort creëren, maar het zou ook enige continuïteit en ondersteuning bieden die emotionele reacties zou kunnen verminderen.

5. Het klonen van dieren zorgt niet voor exacte duplicatie.
Wanneer we dieren klonen, vindt er geen exacte duplicatie plaats. Het genetische materiaal wordt in een embryo gestopt dat unieke cellen bevat. Deze processen maken het vervolgens mogelijk voor de kloon om later in het leven nakomelingen te produceren. Het werk dat wetenschappers met Dolly the Sheep hebben uitgevoerd, heeft in totaal zes lammeren opgeleverd toen ze werd gefokt met een Welsh Mountain-ram. De eerste heette Bonnie en ze werd geboren in 1998.

Toen kreeg Dolly een tweeling die haar verzorgers Rosie en Sally noemden. In de herfst van 2001 zou ze een drieling krijgen die Cotton, Darcy en Lucy heten. Die nakomelingen waren niet steriel zoals sommige onderzoekers hadden voorspeld, en toonden het volledige potentieel van wat dit wetenschappelijke proces zou kunnen creëren.

6. Door dieren te klonen kunnen we bedreigde diersoorten in stand houden.
Onderzoekers konden het paard van Przewalski'8217s alleen redden omdat 13 paarden werden gevangen van een wilde kudde en in de jaren veertig in een dierentuin werden gehouden. Zelfs toen waren twee van de paarden hybriden. Standaard kweekpraktijken hielpen de soort te redden, die nu in de duizenden individuen telt.

We zullen niet hetzelfde geluk hebben met de noordelijke witte neushoorn. Het laatst bekende mannetje van de soort stierf in maart 2018. Met slechts twee vrouwtjes van dezelfde ondersoort die momenteel leven, is de enige manier om ze te redden door middel van het kloonproces. Dit werk geeft ons de mogelijkheid om bedreigde dieren te behouden en misschien zelfs uitgestorven dieren terug te brengen in onze wereld.

7. Het klonen van dieren geeft ons de mogelijkheid om de meest wenselijke eigenschappen te produceren.
Wanneer wetenschappers werken aan het klonen van dieren, doen ze wat anderen hebben gedaan door selectief fokken gedurende meer dan 1000 jaar. De resultaten zijn vergelijkbaar met wat we kunnen bereiken door middel van natuurlijke reproductieve processen die menselijke tussenkomst omvatten. Dit werk is een kans om precieze, gewenste eigenschappen bij dieren te creëren.

We zouden het klonen van dieren kunnen gebruiken om melkkoeien te produceren die meer melk bieden. Onderzoekers zouden het idee kunnen zien om specifieke kippen te klonen als een manier om de commerciële eierproductie te verbeteren. Via dit proces zouden veedieren kunnen worden gefokt om meer vlees per karkas te produceren. De toepassingen zijn bijna onbeperkt als we kijken naar het volledige potentieel van deze technologie.

8. Het klonen van dieren zou ons kunnen helpen om menselijke ziekten te verminderen.
Een van de meest problematische ziekten waar mensen elk seizoen mee te maken hebben, is griep. Griepepidemieën hebben in het verleden miljoenen mensen het leven gekost, vooral wanneer een nieuwe stam van het virus door de bevolking begint te circuleren. Ongeveer 1 op de 5 mensen wordt er elk jaar ziek van, zelfs met de beschikbaarheid van jaarlijkse vaccins om het te voorkomen.

Het griepvirus komt voor bij vogels, varkens en andere diersoorten. Onze processen voor het klonen van dieren zouden kunnen werken om de ontwikkeling ervan te stoppen door meer veerkracht te creëren tegen zijn activiteit wanneer deze zich vormt. Het is een kans om de nadelige gevolgen van ziekte te stoppen voordat het zelfs maar de kans krijgt om te beginnen.

9. Het klonen van dieren zou geen invloed hebben op de kwaliteit van de voedselvoorziening.
Uit recent onderzoek uit 2008 bleek dat het veilig is voor mensen om dierlijke producten van gekloonde soorten te consumeren. De FDA oordeelde dat elke diersoort in de commerciële voedselketen kan komen. Dat betekent dat wetenschappers manieren kunnen zoeken om het voedingsprofiel van de eiwitten die we consumeren te verbeteren, zodat iedereen de kans krijgt om gezonder te eten zonder hun gewoontes te veranderen. Zie dit voordeel als de rundvleesversie van het werken met verrijkte bloem.

Lijst met de nadelen van het klonen van dieren

1. Het klonen van dieren is de minst effectieve manier om nakomelingen te krijgen.
Het slagingspercentage van de nucleaire overdrachtsmethode voor het klonen van dieren staat momenteel op 1%. Dat betekent dat ongeveer één op de 100 embryo's in een kwaliteit zal zijn die geschikt genoeg is voor implantatie. Zodra wetenschappers dit stadium hebben bereikt, is de levensvatbaarheid van het nageslacht nog steeds twijfelachtig, waarbij veel van de embryo's spontaan aborteren tijdens de zwangerschap. Het krijgen van een dier met de kwaliteit van Dolly is ongeveer een schot van 1 op 500.

Zelfs wanneer het kloonproces succesvol is, is de gezondheid van het nageslacht vaak twijfelachtig. Ongeveer 1 op de 4 runderen krijgt uiteindelijk last van oedeem en er kunnen problemen zijn met de foetale grootte die de gezondheid van de moeder kunnen beïnvloeden. Onze slagingspercentages op dit gebied verbeteren, maar ze zijn nog lang niet waar ze moeten zijn om dit een commercieel levensvatbaar proces te laten zijn.

2. Dieren klonen is duur.
Als je een gewaardeerde stier hebt die je wilt klonen, dan zullen de kosten ergens in de buurt van $20.000 liggen. Dat is de goedkoopste prijs die u momenteel zult vinden bij gerenommeerde aanbieders van deze service. Je zou een duplicaat van je kat kunnen maken voor ongeveer $ 25.000, maar het repliceren van de geliefde familiehond zal het dubbele zijn.

Wetenschappers hebben ook manieren gevonden om paarden te klonen, maar je betaalt net zoveel voor een kloon (zo niet meer) als voor een kampioenschapslijn volbloed. Rijke individuen en bedrijven kunnen tegenwoordig profiteren van deze wetenschap, maar het is niet in de prijsklasse voor het gemiddelde gezin.

3. Het klonen van dieren vermindert de genetische diversiteit van die soort.
Wanneer dieren uit hetzelfde genetische profiel komen, treedt op genetisch niveau een vermindering van diversiteit op. Dit proces heeft in eerste instantie misschien geen invloed op de algehele gezondheid van de soort, maar het kan op de lange termijn problemen veroorzaken als het zou doorgaan. De kans op genetische ziekten en andere gezondheidsproblemen neemt toe wanneer ouders met vergelijkbare genetica nakomelingen krijgen.

Als er geen genetische variatie is, verliest een populatie het vermogen om te reageren op veranderende omgevingsvariabelen. Hoewel klonen bedoeld is om een ​​soort te redden, kan dit nadeel ertoe leiden dat ze dichter bij uitsterven of bevolkingsafname komen.

4. Het klonen van dieren zou uiteindelijk de reproductiesnelheid vertragen.
Dieren met de hoogste mate van genetische overeenkomst hebben over het algemeen de laagste reproductiesnelheid. We zien dit nadeel al optreden bij cheeta's, die als soort 99% van hun genoom delen met andere individuen. Mannelijke katten hebben een lage spermaproductie en er wordt weinig genetische variatie doorgegeven wanneer de paring succesvol is. Ernstige aangeboren handicaps komen vaak voor bij welpen.

Het klonen van dieren zou een vergelijkbaar resultaat opleveren. Fokprogramma's met cheeta's zijn al niet succesvol, dus het is niet onredelijk om te denken dat een soortgelijk probleem zich ook bij andere soorten zou voordoen.

5. Het klonen van dieren heeft in het verleden abnormale zwangerschappen veroorzaakt.
Bijna de helft (45%) van de zwangerschappen die door technieken voor het klonen van dieren worden veroorzaakt, mislukt in het derde trimester. In vergelijking met de ervaringen van natuurlijke voortplantingsmethoden zijn de resultaten significanter en brengen ze het leven van de moeder in gevaar. Zelfs wanneer een zwangerschap tot stand komt met behulp van een gekloond embryo, komt het vaker voor dat een keizersnede nodig is. Dystocie en ontwikkelingsafwijkingen komen ook vaker voor, waardoor een hoger risico bestaat om de moeder te verliezen tijdens het geboorteproces.

6. Het klonen van dieren kan leiden tot gezondheidsproblemen op de lange termijn.
Hoewel vooruitgang in het klonen van dieren dit risico vermindert, hebben de oudere methoden voor het herprogrammeren van cellen de biologische klok niet altijd gereset. Dolly het schaap had kortere telomeren dan andere van haar soort, en deze genetische eigenschap heeft er misschien toe bijgedragen dat ze zes jaar leefde in plaats van de verwachte negen.

Gekloonde dieren kunnen op elk moment levensbedreigende gezondheidsproblemen krijgen omdat de celprogrammering hun genetisch profiel kan veranderen. Dit proces kan het voortplantingsvermogen bij sommige soorten verminderen, en sommige resultaten hebben geen bekende oorzaak.

7. Het klonen van dieren kan leiden tot steriliteitsproblemen.
Dit nadeel is een ander probleem dat in de nabije toekomst tot een oplossing komt, maar het heeft nog steeds invloed op de huidige generatie dierlijke klonen. Wanneer wetenschappers een kloon maken, is er een groter risico dat het dier niet in staat zal zijn om nakomelingen te produceren. Als die beperking niet bestaat, blijven de risicofactoren hoger dan bij natuurlijke voortplanting voor de volgende generatie.

In de gevallen waarin nakomelingen kunnen worden geboren uit reproductieve inspanningen, blijven de risico's van aangeboren handicaps hoog tot de tweede generatie - wat we 'kleinkinderen' zouden noemen. We hebben ook geen langetermijngegevens over hoe familielijnen kunnen worden beïnvloed door kloonprocessen.

8. Het klonen van dieren kan onvoorziene gevolgen hebben.
Het herstellen van leven op onze planeet lijkt op papier een waardig doel, maar het kan in sommige situaties meer kwaad dan goed doen. Een uitsterving van eeuwen geleden veranderde de natuurlijke habitats, zodat de wereld zich kon aanpassen aan de verandering. Het terugbrengen van wolharige mammoeten in de samenleving kan enorme problemen veroorzaken met het beheer van dieren in het wild. Zelfs kleine introducties, zoals de dodovogel, kunnen problemen met de homeostase veroorzaken.

We weten niet hoe moderne ziekten de oude wezens zouden beïnvloeden die we zouden kunnen proberen te doen herleven door middel van klonen. Het kan ervoor zorgen dat virussen muteren, nieuwe ziekteverwekkers introduceren of mensen blootstellen aan schadelijke bacteriën.

9. Het klonen van dieren kan uiteindelijk leiden tot het klonen van mensen.
Er is geen ondersteunend wetenschappelijk bewijs dat suggereert dat er een gekloond menselijk embryo bestaat, hoewel er in 2019 genetische wijzigingsrapporten uit China zijn gekomen. Het klonen van mensen is ingewikkelder dan voor andere zoogdieren vanwege de locatie van spoeleiwitten op de chromosomen.

Door de kern te verwijderen, worden deze eiwitten verwijderd. Dat proces veroorzaakt interferentie met de celdeling. Naarmate onze technologieën verbeteren, kan de wetenschap die leidt tot het beter klonen van dieren leiden tot verbeterde technieken voor het klonen van mensen. Dan zouden we moeten beginnen met het beantwoorden van de diepe filosofische vragen die komen kijken bij het nemen van een dergelijke actie.

10. Het klonen van dieren kan leiden tot meer kankergerelateerde problemen.
De activiteit van stamcellen is vergelijkbaar met het gedrag van veel kankers. Beiden hebben de mogelijkheid om bijna voor onbepaalde tijd door te gaan met delen. Als we kijken naar het idee van klonen, weten we dat er een limiet is van ongeveer 60 delingscycli voordat er schadelijke mutaties kunnen ontstaan. Dat betekent dat ons vermogen om dieren te klonen beperkt is tot een bepaald aantal voordat de kansen nog verder afnemen. Als die informatie zich vertaalt naar mensen, kunnen er beperkingen zijn aan het aantal haalbare medische behandelingen met behulp van deze technologie.

11. Het klonen van dieren leidt tot hogere niveaus van embryovernietiging.
Wetenschappers creëerden Dolly the Sheep door in de loop van de tijd bijna 300 gekloonde embryo's te implanteren. Ondanks al dat werk vonden er in totaal slechts 13 zwangerschappen plaats.Minder dan 20% van de nucleaire transfers waarbij somatische cellen betrokken zijn, zal zich ontwikkelen tot een embryo, en slechts de helft van hen die dit stadium bereiken, is van een voldoende hoge kwaliteit om in aanmerking te komen voor implantatie.

Zelfs als het klonen van dieren alleen nuttig is voor therapeutische doeleinden, zou de vernietiging van het embryo noodzakelijk zijn. Dat betekent dat we de potentie van het leven vernietigen ten gunste van wat momenteel bestaat.

Het duurde enkele jaren voordat wetenschappers hun eerste levensvatbare kloon van dieren produceerden. De resultaten van dit werk hebben ertoe geleid dat onderzoekers Nobelprijzen hebben gekregen naarmate het vermogen om rijpe cellen te herprogrammeren tot pluripotente bekend werd. De geheimen van Dolly worden nog steeds ontgrendeld, inclusief het vermogen van het natuurlijke ingebouwde mechanisme van een ei om cellen te verjongen.

We begrijpen op dit moment misschien niet volledig de kloonprocessen van dieren, maar we weten wel dat alle tekenen van chronologische en biologische leeftijd worden hersteld wanneer nakomelingen worden geboren.

De voor- en nadelen van het klonen van dieren laten ons zien dat er nog enkele uitdagingen zijn om de perinatale periode te overstijgen. We kunnen deze processen nog beter maken. Naarmate de wetenschap vordert, kunnen we ontdekken dat veel van de hier genoemde nadelen uiteindelijk zouden kunnen verdwijnen.

Auteur Biografie
Keith Miller heeft meer dan 25 jaar ervaring als CEO en serie-ondernemer. Als ondernemer heeft hij verschillende miljoenenbedrijven opgericht. Als schrijver is het werk van Keith vermeld in CIO Magazine, Workable, BizTech en The Charlotte Observer. Als je vragen hebt over de inhoud van deze blogpost, stuur dan hier een bericht naar ons redactieteam.


DIY-DNA: een poging van een vader om de genetische code van zijn dochter te hacken

"Wil je mijn zaklamp zien?" De vijfjarige Beatrice Rienhoff stormt de foyer van het huis van haar familie binnen, gekleed in een blond Prince Valiant-kapsel en een verlegen glimlach. Ze ploft op de grond en begint de bovenkant van haar speelgoedzaklamp los te schroeven, gretig om met zijn ingewanden te pronken. Haar bruine ogen staan ​​vol nieuwsgierigheid. Beatrice ziet eruit als elke andere gezonde kleuter totdat ze in haar vaders armen springt voor een knuffel. Terwijl ze dat doet, duwt haar korte broek een beetje omhoog, zodat haar benen zichtbaar worden. Het zijn, zoals haar vader ze noemt, "vogelpootjes", die helemaal geen zichtbare spieren hebben. Er is geen kromming van kuit of quadricep, alleen twiggy botten die tegen vlees worden gedrukt. Het is verbazingwekkend dat Beatrice zich zo vloeiend kan verplaatsen op zulke magere ledematen.

Dit artikel is gereproduceerd in een nieuw formaat en kan inhoud missen of foutieve links bevatten. Neem contact op met [email protected] om een ​​probleem te melden.

Nadat ze uit de omhelzing is geklommen, doet Beatrice haar gymschoenen uit en onthult zachte orthopedische beugels die om slanke, uitgestrekte voeten zijn gewikkeld. Haar oudere broer MacCallum, die op een bank in de buurt zit, suggereert dat het misschien tijd is voor een nieuw paar bretels. Hugh, wiens nette grijze haar en rossige huid hem een ​​J. Crew-vibe geven, hurkt neer om een ​​nauwkeurige inspectie uit te voeren. Hij ziet al snel dat MacCallum gelijk heeft, de ballen van Beatrice's voeten steken voorbij de randen van de beugel.

Dit is een klein probleem vergeleken met de ernstige gezondheidsproblemen die Beatrice tijdens haar korte leven hebben gekweld. Ze werd geboren met een zeldzame genetische aandoening, en op een gegeven moment vreesden de Rienhoffs dat ze misschien nooit zou kunnen lopen, laat staan ​​rennen en springen. Fysiotherapie heeft enorm geholpen, maar zelfs vandaag worstelt Beatrice met traplopen en haar spieren blijven alarmerend zwak. Hugh heeft ook goede redenen om zich zorgen te maken over haar hart. De ziekte kan de aorta verwijden, met fatale gevolgen.

Niemand kan met zekerheid zeggen wat er voor Beatrice in het verschiet ligt, want niemand weet echt wat er met haar aan de hand is. Hugh heeft haar meegenomen naar een aantal van de beste medische experts van het land in de hoop een diagnose te vinden, maar de artsen waren allemaal verbijsterd door de vreemde reeks symptomen van het meisje. Dit heeft haar in een soort diagnostisch vagevuur achtergelaten, wat haar ziekte des te angstaanjagender en traumatischer maakt.

Gezinnen die met dit soort medische onzekerheid worden geconfronteerd, zijn vaak verlamd door hun nood. Maar in plaats van toe te geven aan zijn angst, nam Hugh Rienhoff een buitengewone beslissing: hij zou in de genetische code van Beatrice graven en zelf het antwoord vinden. Overdag is Rienhoff een biotechnologisch adviseur en een fervent student klinische genetica sinds hij bijna 30 jaar geleden zijn medische graad behaalde. Nu heeft hij deze expertise gebruikt om zijn huis in Bay Area om te vormen tot een geïmproviseerd genetica-lab. Omringd door de kunstwerken van zijn kinderen en boekenkasten vol met politieke literatuur van zijn vrouw, begon Rienhoff een aantal Beatrice's genen te sequencen, monsters te maken met tweedehands apparatuur en zich te wenden tot openbare databases om de resultaten te interpreteren. Op het bureau in zijn werkruimte op zolder liggen een paar witte ordners gevuld met kaarten met details van 20.000 basenparen van Beatrice. De gegevens voor bijna 1 miljard zijn toegankelijk vanaf een pc in de buurt. Wanneer hij een vrij moment heeft, sluit Rienhoff zich af in deze rommelige kamer met vloerbedekking en doorzoekt hij het DNA van zijn dochter, nucleotide voor nucleotide. Hij jaagt op de enkele genetische eigenaardigheid die verantwoordelijk is voor Beatrice's ellende: een adenine in plaats van een guanine, misschien, of een extra cytosine op een belangrijke locatie. Als hij de dader kan vinden, denkt hij, kan hij misschien ook een behandeling vinden.

Het is een overweldigende taak. "Het menselijk genoom", zegt Rienhoff, "is nog steeds een wildernis." Ondanks alle veel gepubliceerde vooruitgang van de afgelopen twee decennia, is er maar heel weinig bekend over de genetische varianten die zelfs de meest voorkomende ziekten veroorzaken, om nog maar te zwijgen van de zeldzame, soms unieke ziekten die kinderen zoals Beatrice treffen. Als gevolg hiervan zal tot 40 procent van de kinderen met speciale behoeften nooit een precieze diagnose krijgen. "Het is pijnlijk om een ​​kind te hebben met een degeneratieve ziekte en niet eens te kunnen achterhalen wat het is of waardoor het wordt veroorzaakt of wat het verloop ervan zal zijn", zegt David Clapham, een vriend van Rienhoff en een onderzoeksprofessor in het Kinderziekenhuis Boston, wiens zoon Ben op 9-jarige leeftijd stierf aan een niet-gediagnosticeerde neurologische aandoening. "Het is alsof je de loterij in omgekeerde richting wint."

Niet iedereen vindt de zoektocht van Rienhoff de moeite waard. Sommige genetici geloven dat wanhoop hem naar een doodlopende weg leidt. Rienhoff begrijpt deze opvatting, en vermoedt soms zelfs dat zijn twijfelaars, van wie sommigen goede vrienden zijn, misschien gelijk hebben. Maar zelfs als zijn kansen op succes minuscuul zijn, stelt hij, is er niets te winnen door aan de zijlijn te staan. Volgens hem moeten ouders de grootste pleitbezorgers van hun kinderen zijn, de mensen wiens liefde hen aanzet tot antwoorden wanneer de medische wereld zich in wezen heeft overgegeven. En voor Rienhoff is het zelf een nobel streven om de vader te zijn die nooit opgeeft. "Uiteindelijk", zegt hij, "gaat dit gewoon over de extra manieren waarop een vader van zijn kleine meisje kan houden."

Het gezinsleven kwam laat voor Rienhoff, na decennia gewijd aan de wetenschap. Hij behaalde een MD aan de Johns Hopkins University, waar zijn mentor Victor McKusick was, misschien wel de grootste medisch geneticus van de 20e eeuw. Na zijn residentie nam Rienhoff een functie aan als genetica-onderzoeker bij het Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle voordat hij het zakelijke rijk betrad. Hij bracht het grootste deel van de jaren negentig door als partner bij New Enterprise Associates, een durfkapitaalbedrijf, en richtte vervolgens DNA Sciences op, een bedrijf in Silicon Valley dat genetische screeningtools ontwikkelde. Hij verliet DNA Sciences in 2001, twee jaar voordat het bedrijf Chapter 11 aanvroeg en werd verkocht. Vandaag adviseert hij biotech-startups over strategieën voor de ontwikkeling van geneesmiddelen.

Rienhoff trouwde in 1998 met Lisa Hane, een vakbondsorganisator. Later dat jaar beviel ze van hun eerste zoon, Colston, die twee en een half jaar later werd gevolgd door een broer, MacCallum. Begin 2003 was Hane opnieuw zwanger. Ze was 41, haar man 50.

Omdat oudere ouders (zowel mannen als vrouwen) vaker kinderen met genetische aandoeningen krijgen, werd de zwangerschap van Hane nauwlettend gevolgd. Een vroege foetale echo bracht een grote nekplooi aan de achterkant van de nek aan het licht, wat wijst op een verhoogde kans op chromosomale afwijkingen zoals het syndroom van Down. Maar bemoedigende resultaten van andere tests, waaronder vruchtwaterpunctie en een elektrocardiogram, namen de angst van de familie weg.

Beatrice werd in december geboren en seconden na haar geboorte wist Rienhoff dat er iets mis was. Haar vingers waren stevig op elkaar geklemd, er zat een grote wijnvlek op haar gezicht en haar voeten waren abnormaal lang. Lange voeten duiden op het Marfan-syndroom, een bindweefselaandoening die Rienhoff vaak had ondervonden tijdens zijn training bij Johns Hopkins. Marfan-patiënten worden ongewoon lang en hebben lange ledematen, met gevaarlijk vergrote aorta's. (Historici hebben lang gedebatteerd over de vraag of Abraham Lincoln aan de ziekte leed.)

Rienhoffs angst nam echter af na goed nieuws van het verloskamerpersoneel: Beatrice was geslaagd voor de Apgar-test, een examen dat de ademhaling en reflexen van een pasgeborene meet, en haar lengte en gewicht waren normaal. Opgelucht liet Rienhoff zich meeslepen in de opgetogenheid om voor de derde keer vader te worden.

Tien dagen na de geboorte namen Rienhoff en Hane Beatrice mee naar een orthopedisch chirurg om haar samengetrokken vingers te evalueren. De arts merkte op dat het meisje enkele van de symptomen van het Beals-syndroom leek te hebben, een aandoening die verband houdt met Marfan maar veel minder ernstig is en wordt veroorzaakt door een iets andere mutatie. De verandering die verantwoordelijk is voor Marfan bevindt zich in het gen voor fibrilline-1 (FBN1), terwijl de Beals-verandering in het gen voor fibrilline-2 zit (FBN2).

Na een zorgvuldige observatie van Beatrice de komende dagen, vroeg Rienhoff zich af of de diagnose klopte. Afgezien van haar vingers was het meisje behoorlijk flexibel, een dergelijke behendigheid wordt nooit gevonden bij Beals-patiënten, die hun lange gewrichten niet kunnen strekken. Rienhoff e-mailde uiteindelijk de naamgenoot van het syndroom, orthopedisch chirurg Rodney Beals, die het ermee eens was dat Beatrice waarschijnlijk de ziekte had

Rond de acht weken waren de ledematen en romp van Beatrice nog bijna geheel verstoken van spierspanning. Na 12 weken vertoonde ze vrijwel geen controle over haar hoofd als ze rechtop stond. "Ze zou ongeveer drie maanden steviger moeten zijn, maar ze bleef gewoon slap", zegt Hane. Het ergste van alles was dat Beatrice ook wat zwaarder werd.

In april 2004 werd Beatrice in het ziekenhuis opgenomen wegens 'failure to bloei', een allesomvattende aandoening. Het medische team nam de ongebruikelijke stap om een ​​MRI van het hoofd van de baby te laten maken om te bepalen of een neurologische misvorming haar spierspanningsproblemen veroorzaakte. Maar haar hersenen waren in orde.

Met de artsen hopeloos verbijsterd, sloeg Rienhoff de boeken in. "Hugh's manier om met de stress om te gaan, was door te zeggen: "Laten we uitzoeken wat er aan de hand is", zegt Hane. "Hij is een zeer actiegericht persoon, hij is een probleemoplosser." De familiezolder stond al snel vol met ezelsoren exemplaren van Wetenschap en inleidingen op genetische syndromen.

Een tijdje vroeg Rienhoff zich af of een darmparasiet het voedsel van Beatrice opslokte voordat ze het kon verteren. Later vermoedde hij dat ze misschien een mitochondriale ziekte had. Hij begon haar op een regime van co-enzym Q10, een vrij verkrijgbare behandeling. Er was geen verbetering.

In plaats van nog een andere Bay Area-arts te bezoeken, e-mailde Rienhoff een kennis uit zijn Johns Hopkins-tijd, David Valle, directeur van het Institute of Genetic Medicine aan de universiteit. Valle stemde ermee in om Beatrice te zien, dus vlogen vader en dochter in maart 2005 naar Baltimore.

Beatrice werd onderzocht door Valle en een collega met een vlinderstrik genaamd Tyler Reimschisel. Tot Rienhoff's verbijstering besteedden de twee genetici een buitensporig lange tijd door in Beatrice's keel te turen. Uiteindelijk riepen ze een derde arts, een Belg genaamd Bart Loeys, om zich bij hen te voegen.

Loeys leek ernstig bezorgd over wat hij in Beatrice's keel zag. "Ik heb een vrij goed idee wat dit zou kunnen zijn," zei hij. "We moeten vandaag, vanmiddag, meteen een echocardiogram maken."

Loeys legde uit dat Beatrice waarschijnlijk leed aan een aandoening die naar hemzelf en Harry Dietz, nog een andere Johns Hopkins-geneticus, is genoemd. Het Loeys-Dietz-syndroom wordt gekenmerkt door veel van dezelfde symptomen als het Marfan- en Beals-syndroom, maar de mutatie wordt niet gevonden in de FBN1 of FBN2 genen, maar eerder in twee receptorgenen voor het transformeren van groeifactor bèta, of TGF-ß. (Een receptor is een structuur op een celwand die zorgt voor een bindingsplaats voor moleculen.) Al deze genen spelen een vitale rol in dezelfde metabole route, de TGF-ß signaalroute, die de groei en proliferatie van cellen reguleert.

Een veelbetekenend teken van Loeys-Dietz is een gevorkte huig, de kegelvormige klodder weefsel die bij de ingang van de keel hangt. Andere onderzoekers hadden opgemerkt dat er niets bijzonders was aan de huig van Beatrice, maar het Johns Hopkins-team ontdekte iets anders.

Toevallig had Rienhoff voor later in de week al een echocardiogram gepland terug in San Francisco. Hij beloofde Loeys op de hoogte te houden van de resultaten. Loeys gaf Rienhoff op zijn beurt een artikel over het syndroom dat onlangs in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurgenetica.

Het grootste deel van de vliegreis naar huis werd besteed aan het spelen van spelletjes met de 15 maanden oude Beatrice, wiens ziekte geen effect had op haar intellectuele ontwikkeling. Maar tegen het einde van de vlucht slaagde Rienhoff er eindelijk in het Loeys-Dietz-papier te scannen. Het was een gruwelijke lezing: het syndroom, dat de aorta vervormt en de slagaders verdraait, is veel dodelijker dan Marfan. De gemiddelde patiënt overlijdt voor de leeftijd van 27 jaar. "Ook al ben ik geen gelovige", zegt Rienhoff, "was ik aan het bidden dat ze het zou krijgen."

Zij deed het niet. Het echocardiogram toonde aan dat de aorta van Beatrice in orde was. Follow-up genetische tests bevestigden dat ze de specifieke TGF-ß receptormutaties die kenmerkend zijn voor de ziekte.

Maar na de schrik van Loeys-Dietz raakte Rienhoff ervan overtuigd dat de TGF-ß signaalroute moet betrokken zijn in het geval van Beatrice. Ze had nu symptomen geverifieerd van drie ziekten die verband hielden met afwijkingen in het pad: de marfanoïde voeten, de gebalde vingers van Beals en de gevorkte huig van Loeys-Dietz. Maar het probleem dat haar dagelijkse kwaliteit van leven het meest beïnvloedde, was eenvoudige zwakte. Rienhoff was vastbesloten om erachter te komen of er een verband was tussen skeletspieren en TGF-ß signalering.

Hij richtte zijn aandacht op myostatine, een eiwit dat voorkomt dat spieren te wild groeien en dat een chemisch neefje is van TGF-ß. Muizen die van myostatine zijn ontdaan, worden ongeveer knaagdierversies van Arnold Schwarzenegger IJzer pompen. Misschien leed Beatrice aan een genetisch defect dat haar myostatineproductie beïnvloedde.

Toevallig kende Rienhoff de man die myostatin ontdekte, een moleculair bioloog van Johns Hopkins genaamd Se-Jin Lee. De twee kruisten elkaar voor het eerst tijdens Rienhoffs residentie. "Hij belde om zijn dochter en haar omstandigheden te beschrijven," zegt Lee, "en vertelde me dat hij nadacht over de rol van myostatine in de TGF-ß Pathway.' Lee stuurde Rienhoff een tijdschriftartikel over het eiwit waarvan hij verbaasd was over Rienhoff's vraatzuchtige eetlust voor het complexe onderwerp.

DIY-DNA

Ervan overtuigd dat de ziekte van zijn dochter verband hield met het eiwit myostatine, besloot Hugh Rienhoff zelf de genen te onderzoeken die de aanmaak van myostatine beïnvloeden.

Stap 1 Rienhoff nam flesjes Beatrice's bloed mee naar een Stanford-lab, waar hij het DNA van het meisje extraheerde door het bloed in centrifuges te draaien.

Stap 2 Thuis liet Rienhoff het DNA door een polymerasekettingreactiemachine lopen. Het begint met het verhitten van de monsters, waarbij het dubbelstrengs DNA in twee enkele strengen wordt gesplitst.

Stap 3 Rienhoff paste chemische primers toe op het gesplitste DNA. Deze primers, die hij online ontwierp en kocht, markeerden de genen waarop Rienhoff zich richtte. De PCR-machine gebruikte vervolgens een type enzym dat een DNA-polymerase wordt genoemd om alleen de gemarkeerde segmenten te amplificeren.

Stap 4 Rienhoff stuurde buisjes van 50 microliter van het geamplificeerde DNA naar een contractlab, dat de sequentiegegevens op een beveiligde server plaatste.

Stap 5 Rienhoff printte de gegevens uit 20.000 basenparen van DNA en vergeleek het met een referentiegenoom dat is opgeslagen op Ensembl, een online Britse database.

In het voorjaar van 2006 maakten de Rienhoffs opnieuw een reis naar Baltimore om Harry Dietz te ontmoeten, die geïntrigeerd bleef door de zaak van Beatrice, ondanks haar normale echocardiogram en genetische tests die de ziekte van Loeys-Dietz uitsloten. Dietz maakte zich nog steeds zorgen dat het meisje een fatale hartafwijking zou hebben, en hij vroeg Rienhoff om een ​​CT-scan van haar cardiovasculaire systeem te plannen.

Rienhoff verzette zich tegen CT-scans met röntgenstralen, en Rienhoff was terughoudend om Beatrice bloot te stellen aan een grote dosis straling. De twee mannen hebben een compromis gesloten: in plaats van een CT-scan hebben ze een nieuwe MRI gepland. En ze stelden de benoeming uit tot de volgende januari.

Maar Rienhoff vond het MRI-plan ofwel vanwege haar leeftijd, Beatrice zou algemene anesthesie moeten ondergaan om ervoor te zorgen dat ze stil in de machine bleef. Hij had zo'n acht maanden de tijd om een ​​goede reden te bedenken om de afspraak af te zeggen. Hij concentreerde zich meer op myostatine.

Er zijn drie receptoren, bekend als activinereceptoren, waarvan wordt gedacht dat ze cruciaal zijn voor de regulatie van myostatine: ACVR1B, ACVR2, en ACVR2B. Rienhoff vroeg zich af of een van deze genen gebrekkig was in Beatrice, waardoor haar lichaamseigen myostatinesysteem in de war raakte. Er was één manier om erachter te komen: haar DNA onderzoeken. Activine-receptoren zijn redelijk goed begrepen genen, dus een problematische wijziging zou waarschijnlijk opvallen.

Rienhoff vroeg Lee eerst om de DNA-sequencing te doen. Maar Lee weigerde op bureaucratische gronden. Hoogleraren die met menselijk genetisch materiaal willen werken, hebben toestemming nodig van de institutionele beoordelingscommissie van hun universiteit. Deze moeizame goedkeuringsprocessen kunnen maanden duren, en er was geen garantie dat Lee de OK zou krijgen.

Rienhoff werd ook afgewezen door een aantal andere artsen, waaronder enkele kennissen, die eerlijk gezegd moeite hadden met het verzoek. Ze wezen erop dat myostatine nooit in verband is gebracht met ziekten bij de mens, dus de hypothese van Rienhoff was vergezocht, op het randje van dwaasheid. De sequencing-onderneming leek hen zinloos. "Er waren een paar mensen die mee wilden doen", zegt Rienhoff. "Ze denken dat het perifere of gekke wetenschap is."

Sommige sceptici waren ook verontrust door het idee van een vader die in wezen een experiment op zijn kind uitvoert: "Als je mensen begint te vertellen dat het je dochter is, worden ze gek", zegt Rienhoff. "Ze denken dat je misschien een beetje over de streep gaat in je ijver, misschien dat je je toewijding aan goede wetenschap opoffert. "

Tegen het einde van 2006 was het Rienhoff duidelijk dat als hij de activinereceptoren van Beatrice wilde laten sequencen, hij het zelf moest doen.

Zoals elke fan van CSI weet, polymerasekettingreactie is een methode voor het repliceren van een stukje DNA, het steeds opnieuw amplificeren totdat er voldoende genetisch materiaal is om de sequentie te bepalen. Door navraag te doen bij lokale overschotmakelaars, ontdekte Rienhoff dat hij een tweedehands PCR-machine kon kopen voor minder dan een MacBook. Uiteindelijk kocht hij een volledig werkend model voor slechts $ 750.

Het verkrijgen van extra voorraden, zoals de PCR-reagentia, voor zijn experiment was moeilijker. Sommige chemische bedrijven wilden verzenden naar een privéadres, dus Rienhoff deed alsof zijn huis het hoofdkwartier was van het fictieve Instituut voor Toekomstige Studie.

Rienhoff ging naar het laboratorium van een vriend in Stanford en gebruikte daar de centrifuges om DNA te extraheren uit een monster van Beatrice's bloed. Vervolgens nam hij het genetische materiaal mee naar huis en zette zijn PCR-apparatuur aan het werk. De machine bestraalde eerst het genetische materiaal met hitte, waarbij het dubbelstrengs DNA in twee afzonderlijke strengen werd gesplitst. Vervolgens werden chemische primers aan de mix toegevoegd, die Rienhoff had ontworpen en gekocht op de openbaar toegankelijke PrimerQuest-website van Integrated DNA Technologies. Ze waren specifiek gecodeerd om de genen te versterken waarop Rienhoff was gericht op de drie activine-receptoren. Dit proces, dat vele malen werd herhaald, creëerde miljoenen kopieën van Beatrice's activinereceptorgenen, waardoor hij een monster kreeg dat groot genoeg was voor betrouwbare sequencing.

Terwijl Rienhoff zou kunnen springen voor zijn eigen PCR-machine, zou een gebruikte gen-sequencer (ervan uitgaande dat hij er een zou kunnen vinden) ongeveer $ 100.000 kosten. Dus vond hij een universiteitslaboratorium (dat hij weigert te identificeren) dat de genen zou sequensen die hij had geamplificeerd, voor $ 3,50 per monster van 50 microliter. In het voorjaar van 2007 heeft Rienhoff meer dan 200 stalen opgestuurd.

De sequentieresultaten kwamen terug, georganiseerd in grafieken die leken op seismografen van een kleine aardbeving, waarbij elke scherpe piek een individueel nucleotide aanduidde. Rienhoff printte alles uit en stopte de vellen in witte drieringbanden. Hij bladerde door deze pagina's terwijl hij zich aanmeldde bij Ensembl, een openbare database die gezamenlijk werd gefinancierd door het Wellcome Trust Sanger Institute in het VK en het European Bioinformatics Institute. Ensembl, gelanceerd in 2000, bevat volledige genomen voor ongeveer 50 soorten, van alpaca's tot zebravissen. De sectie Homo sapiens is gebaseerd op een volledige assemblage van het genoom dat is samengesteld door het National Center for Biotechnology Information. Deze gegevens worden aangevuld met annotaties die zijn ingediend door onderzoekers, die genetische varianten identificeren waarvan wordt vermoed dat ze ziekten veroorzaken. Rienhoff vergeleek het DNA van Beatrice met de informatie over Ensembl, op zoek naar eventuele basenpaarvarianten die eerder op Ensembl waren vastgelegd. Hij ging ervan uit dat Beatrice's genetische afwijking volledig onbekend was, wat zou verklaren waarom ze zo moeilijk te diagnosticeren was.

De klus was ontmoedigend: de afdrukken bevatten gegevens voor ongeveer 20.000 basenparen en er was geen haalbare manier om de jacht op varianten te automatiseren. Na een hele dag overleg te hebben gepleegd en de kinderen naar bed te hebben gebracht, trok Rienhoff zich terug op zijn zolder en besteedde uren aan het controleren van Beatrice's adenines (A), thymines (T), guanines (G) en cytosines (C) tegen het Ensembl referentie genoom. Soms viel hij op de grond in slaap, maar werd om 1 uur 's nachts wakker en ging meteen weer aan het werk. Hij zou zich Beatrice voorstellen die naast hem zat en geduldig toekeek terwijl hij de gegevens doorzocht die haar definieerden.

De vooruitgang was traag, maar na een decennium in de bestuurskamer genoot Rienhoff weer van pure wetenschap. Maar meestal voelde het goed om een ​​actieve zoeker te zijn in plaats van een bezorgde ouder overgeleverd aan de genade van een overbelaste arts. Het proces van het doorzoeken van de DNA-afdrukken van Beatrice werd een vorm van meditatie, een manier voor Rienhoff om zich te wapenen tegen het verdriet dat hij zijn kleine meisje elke dag de trap op en af ​​zag worstelen. Het begon quasi-spiritueel aan te voelen. Hij begon naar zijn werk te verwijzen als "mijn reis".

Ervan overtuigd dat hij vooruitgang boekte, annuleerde Rienhoff de MRI van Beatrice. Twee maanden later, in maart 2007, rondde hij zijn studie af. Hij had ongeveer twintig plaatsen geïdentificeerd waar het DNA voor de activinereceptoren van Beatrice overeenkwam met het referentiegenoom. Van die, slechts één, in de ACVR1B gen, werd nergens in de genetische literatuur genoemd. Voor zover Rienhoff kon nagaan, was de variant uniek: een adenine op het ene chromosoom en een guanine op het andere, terwijl er maar twee adenines zijn gerapporteerd.

Maar de variant was ver verwijderd van het gebied dat het duidelijkst betrokken was bij myostatine. Het leek twijfelachtig of zo'n vreemd geplaatste hik Beatrice's ernstige stoornis zou kunnen veroorzaken. Rienhoff besloot naar zijn eigen te kijken ACVR1B gen om te zien hoe het zich verhoudt. Later herhaalde hij het proces met zijn bloed, van centrifuge tot sequencing toen de resultaten terugkwamen, ontdekte hij dat hij ook een A en een G in die positie had. Dit druiste in tegen de theorie van Rienhoff. Een variant op die locatie kon een ziekte veroorzaken die even ernstig was als die van Beatrice, als hij in perfecte gezondheid was.

Hoewel zijn zelfgemaakte genetische analyse tot dusver een mislukking was geweest, geloofde Rienhoff nog steeds dat de stoornis van Beatrice verband hield met TGF-ß. En er was goed nieuws: tijdens zijn onderzoek las hij een onderzoek waarin Marfan-muizen losartan kregen, een veelgebruikt bloeddrukmedicijn. Het medicijn was bedoeld om verwijding van de aorta's te voorkomen, maar een Italiaanse groep had ontdekt dat het ook de skeletspieren zou kunnen versterken. Rienhoff haalde de cardioloog van Beatrice over om losartan voor haar te gebruiken, in de veronderstelling dat ze weinig te verliezen hadden. De potentiële bijwerkingen waren gering en de potentiële voordelen enorm.

Beatrice begon al snel met meer vertrouwen te bewegen. Het is moeilijk om precies te zeggen waarom de losartan werkte, of zelfs of het inderdaad de reden was voor haar pas ontdekte genade. Maar de fysiotherapeut van Beatrice, zich niet bewust van de behandeling en verrast door haar verbetering, trok Rienhoff na één sessie apart en vroeg: "Is er iets veranderd?"

In juli 2007, een paar maanden na het afronden van zijn analyse van Beatrice's activinereceptoren, woonde Rienhoff de jaarlijkse conferentie van de National Marfan Foundation in Palo Alto bij. Zijn grootste interesse was een workshop gewijd aan mensen zoals hijzelf, ouders van wie de kinderen marfanoïde symptomen vertoonden maar de ziekte niet hadden.

De ouders stelden zich om de beurt voor en beschreven hun verschillende frustraties: verzekeringsmaatschappijen die niet zouden betalen voor genetische tests, artsen die ongeschikte behandelingen voorschreven. Toen Rienhoff aan de beurt was, sprak hij over zijn sage, van de begindagen van de Beals-syndroomhypothese tot zijn sequentiebepaling van Beatrice's drie activinereceptoren.

De aanwezigen waren zowel verbaasd als enthousiast om meer te horen over Rienhoffs genetische exploratie. Maar de dokter die de sessie leidde, Dianna Milewicz, was ongerust. Milewicz, directeur van de afdeling medische genetica aan de University of Texas Medical School in Houston, begreep waarom Rienhoff zo'n langlopend experiment zou uitvoeren. Om te beginnen lag zijn focus op genen waarvan nooit was aangetoond dat ze een rol spelen bij Marfan-achtige ziekten, in plaats van op meer waarschijnlijke boosdoeners zoals fibrilline-2. En zelfs als hij erin slaagde een echt nieuwe variant te identificeren, was dat slechts een kleine eerste stap in een lang diagnostisch proces.

"Dan moet je bewijzen dat de variant die je ziet de ziekte echt veroorzaakt", zegt Milewicz. “Begrijpen hoe een variant zich verhoudt tot een ziekte is vaak erg moeilijk. En als je genen sequent waarvan we niet eens weten dat ze ziekte veroorzaken, dan wordt het een nachtmerrie, zelfs voor degenen onder ons die ons leven hieraan hebben gewijd.'

Zodra Rienhoff zijn presentatie had afgerond, waarschuwde Milewicz de aanwezigen van de workshop om zijn doe-het-zelf-voorbeeld niet te volgen. "Ik zei: "AposDit is geen goed idee om ouders aan te bevelen", herinnert ze zich. "Ze zijn niet opgeleid om diagnostische tests te analyseren."

Rienhoff bruiste van Milewicz' minachtende toon. "Ik weet nog dat ik dacht: "Wie is deze persoon verdomme?" Ik ben nog nooit in een situatie geweest waarin het zo duidelijk was dat een arts minachting had voor de nieuwsgierigheid van haar patiënten. Het was opvallend hoe ongevoelig ze was voor hun dilemma."

Zo'n prikkelende reactie past niet bij Rienhoff, een zachtaardige man die normaal gesproken een gemakkelijke kalmte uitstraalt. Maar hij heeft een cynische trek ontwikkeld over artsen, vooral degenen die nieuwsgierige ouders snel afdoen als lasteraars. "Geneeskunde in het algemeen is een enigszins paternalistische bezigheid", zegt hij. "Je hoort die verhalen over patiënten die allerlei informatie van internet binnenhalen en artsen die geïrriteerd zijn. En een deel daarvan is omdat er zoveel is dat ze niet weten, en ze worden verondersteld alwetend te zijn.'

In plaats van Milewicz' waarschuwing ter harte te nemen, bereidde Rienhoff zich voor op iets radicalers dan zijn activine-experiment. In de zomer van 2008 lanceerde hij een tweede, meer ambitieuze fase in zijn poging om Beatrice te diagnosticeren. Hij begon haar transcriptoom te sequencen.

Het transcriptoom, zoals Rienhoff het stelt, is "het zakelijke uiteinde van het genoom". Om eiwitten te produceren, wordt een klein deel ongeveer 1 procent van het DNA in een bepaald gen getranscribeerd in boodschapper-RNA. Dit mRNA, ook wel een gentranscript genoemd, geeft vervolgens instructies door aan ribosomen, de cellulaire machines die eiwitten maken.

Het analyseren van een transcriptoom is in wezen een goedkoop alternatief voor het sequencen van het volledige genoom van een persoon. Het biedt een glimp van kleine maar vitale stukjes van duizenden genen. En aangezien het transcriptoom slechts een dwarsdoorsnede van het DNA van een persoon vertegenwoordigt, zouden er te veel varianten moeten zijn om door te spitten. Een typisch menselijk genoom zal tussen de 100 en 300 mutaties hebben die aanwezig waren in de ouders van de proefpersoon, een transcriptoom zou er vijf of minder moeten hebben.

Rienhoff vroeg een laboratorium om mRNA te extraheren uit de witte bloedcellen van Beatrice, waarin meer dan de helft van de menselijke genen tot expressie komt. Vervolgens werd een reverse transcriptase-enzym gebruikt om dit enkelstrengs RNA om te zetten in dubbelstrengs DNA, geschikt voor sequencing. De procedure leverde fragmentarische snapshots op van maar liefst 15.000 Beatrice's genen. (Een volledig menselijk genoom bevat 20.000 tot 25.000 genen.) Als laatste stap herhaalde Rienhoff het proces voor zichzelf en zijn vrouw. Hij bedacht dat de mutatie in het genoom van Beatrice spontaan moet zijn ontstaan, in plaats van te worden geërfd van een van beide ouders.

"Hardcore-wetenschappers zouden zeggen dat dit een slecht experiment is", geeft Rienhoff toe. "Je bemonstert slechts een deel van de genen. Je werpt je net niet over hele oceanen, je werpt het gewoon over de Stille Oceaan. Maar vanuit mijn oogpunt is dat een verdomd goed begin."

Rienhoff zit nog midden in dit project, dat hij zijn triade-transcriptoomexperiment 'de 'triade' van moeder, vader en nageslacht noemde. Hij heeft voorlopig drie genetische varianten geïdentificeerd die alleen Beatrice bezit. Tot zijn ontsteltenis zijn er geen direct gerelateerd aan de TGF-ß signaalroute: de ene bevindt zich in een gen dat de transporteiwitten codeert waarin de ander zich bevindt CRNKL1, een gen dat nauwelijks is onderzocht bij mensen en het derde zit in een gen dat zo obscuur is dat het nog een naam moet krijgen.

Een van de helden van Rienhoff is Borgny Egeland, een Noorse moeder van twee verstandelijk gehandicapte kinderen. In 1934 nam ze contact op met een arts uit Oslo, Asbjørn Fülling, en vertelde hem dat de urine van haar kinderen een sterk muffe geur afgaf. Op verzoek van Fülling nam ze twee maanden lang om de dag urinemonsters van de kinderen, in totaal meer dan 5 gallons. FÃxF6lling ontdekte dat deze monsters een hoog gehalte aan fenylpyrodruivenzuur bevatten, een stof die vervolgens werd aangetroffen in de urine van veel andere patiënten die aan retardatie leden. Het bleek dat een genetische aandoening deze kinderen verhinderde om fenylpyrodruivenzuur op de juiste manier te metaboliseren, en de opbouw veroorzaakt hersenbeschadiging. De ontdekking leidde tot de meest effectieve behandeling voor de ziekte (nu fenylketonurie genoemd) - een dieet met weinig fenylalanine, dat door het lichaam wordt omgezet in fenylpyrodruivenzuur. Voor Rienhoff is het verhaal van de ontdekking van PKU een perfect voorbeeld van hoe een bezorgde ouder artsen kan dwingen om schijnbaar hardnekkige problemen op te lossen. Talloze getroffen kinderen leiden nu een normaal leven dankzij het teamwork van Egeland en Fülling.

Om dit soort samenwerking aan te moedigen, heeft Rienhoff MyDaughtersDNA.org opgericht. De website, gelanceerd in oktober 2007, nodigt ouders uit om de klinische geschiedenis van hun niet-gediagnosticeerde kinderen te posten. De hoop is dat genetici de site ook zullen bezoeken om zeldzame aandoeningen te helpen identificeren en de casestudies te gebruiken om hun eigen onderzoek voort te zetten.

Een van de eerste mensen die iets op de site plaatste, was een Bulgaarse man genaamd Stefan Petkov, die schreef over zijn 12-jarige dochter. Het meisje had zwakke ledematen en spraakproblemen. Ze kon ook niet huilen. Dokters in Bulgarije waren stomverbaasd, en DNA-tests, uitgevoerd in zowel Belgische als Bulgaarse laboratoria, wezen op bekende genetische aandoeningen.

Gary Gottesman, een geneticus aan de Saint Louis University School of Medicine in Missouri, kwam Petkov's saga tegen nadat hij over MyDaughtersDNA.org had gelezen in het tijdschrift Natuur. Het onvermogen van het meisje om te huilen deed hem denken aan een aandoening die bekend staat als het Triple A-syndroom. Hij stelde voor dat Petkov zijn dochter zou laten controleren op de ziekte.

Minder dan een maand later, in maart 2008, schreef Petkov opnieuw. Zijn dochter had uiteindelijk de diagnose gekregen van twee van de pijlers van het Triple A-syndroom, waarvan de meest opvallende de ziekte van Addison was, die de productie van het hormoon cortisol beperkt. Kort daarna begon de dochter van Petkov medicijnen te krijgen om het hormoon te vervangen, wat zou moeten helpen bij het opbouwen van haar spierkracht.

Rienhoff realiseert zich dat de meeste ouders niet over de middelen beschikken om PCR-machines te bedienen of door het hele land te vliegen op zoek naar een diagnose. Maar hij wijst op het verhaal van Petkov als bewijs dat ze nog steeds een rol kunnen spelen in de zorg voor hun kinderen door antwoorden te zoeken buiten de traditionele medische kanalen om, in zekere zin beginnen ze aan hun eigen Rienhoff-achtige reizen.

Rienhoffs persoonlijke zoektocht heeft nog geen zinvol inzicht in de toestand van Beatrice opgeleverd, maar zijn inspanningen zijn niet geheel voor niets geweest. Op zijn minst beweert hij nu meer werk aan menselijke transcriptomen te hebben gedaan dan wie dan ook. Volgens Rienhoff zijn er slechts twee peer-reviewed artikelen over menselijke transcriptoomsequencing, en beide hebben hun tekortkomingen. "Zeker, niemand heeft de triade gedaan", zegt hij, "wat de heilige drie-eenheid van de genetica is." Een genomics-lab van UC Berkeley wil toegang tot de gegevens van Rienhoff en is bezig met het verkrijgen van goedkeuring van de beoordelingscommissie om het transcriptoom van Beatrice te onderzoeken.

Rienhoff hoopt dat iemand uiteindelijk zijn triade-transcriptoom-experiment commercialiseert, zodat ouders zoals Petkov een snelle, maar grove tool hebben om in de genetische code van hun kinderen te kijken. Maar een dergelijk diagnostisch product kan binnenkort betwistbaar zijn: Complete Genomics, een bedrijf uit Mountain View, Californië, heeft onlangs aangekondigd dat het van plan is om volledige menselijke genomen te sequencen voor $ 5.000. Nog maar een paar jaar geleden kon zo'n enorme onderneming worden gedaan voor minder dan $ 1 miljoen.

Maar zelfs als laboratoria het genoom van een persoon kunnen sequensen voor minder dan $ 1.000, zal het waarschijnlijk nog jaren duren voordat dergelijke hulpmiddelen kinderen met complexe syndromen helpen. Het is één ding om grote hoeveelheden DNA-gegevens te verwerken, iets heel anders om die gegevens om te zetten in inzichten over een ziekte, laat staan ​​om ze te gebruiken om therapieën te ontwikkelen. "Zeker, onze wetenschap kan Beatrice niet snel helpen", zegt Marc Vidal, een vertrouwenspersoon van Rienhoff en directeur van het Center for Cancer Systems Biology van het Dana-Farber Cancer Institute.

Diep van binnen weet Hugh Rienhoff dit. En hij realiseert zich dat zijn doe-het-zelf-zoektocht naar een diagnose misschien nooit zal slagen. "Ik doe nooit alsof ik weet wat er aan de hand is, want dat doe ik niet", zegt hij. "Je kunt zien dat iedereen kan zien of ze goed genoeg kijken zodat ik het antwoord op het verhaal niet heb."

Maar hij blijft zich een weg banen door het genoom van Beatrice, vooral omdat het de enige manier is waarop hij enige mate van controle heeft over een oncontroleerbare situatie. Rienhoff vergelijkt zijn werk over het DNA van Beatrice met de zoektocht van journalist Peter Matthiessen naar de sneeuwluipaard, gedocumenteerd in een bekroond boek. Matthiessen heeft de grote kat nooit gevonden in de bergen van Nepal, maar zijn vergeefse zoektocht hielp hem de dood van zijn vrouw door kanker te verwerken.

Het veranderde nucleotide aan de basis van Beatrice's problemen "is even ongrijpbaar en mysterieus als het sneeuwluipaard", zegt Rienhoff. "En net als Matthiessen vind ik het misschien niet. Vreemd genoeg is het misschien helemaal niet belangrijk."

Met andere woorden, de reis is zijn eigen beloning. Natuurlijk weet Rienhoff dat hij het zich kan veroorloven filosofisch te zijn, want Beatrice's toestand is niet erg, althans niet op dit moment. "Ik kijk niet hoe mijn kind wegsmelt, wat de meest wanhopige situatie is om in te verkeren", zegt hij. "Ik kan me zelfs voorstellen dat ik 24 uur per dag aan het werk ben."


Hoe je vandaag huisdieren-DNA kunt bewaren, zodat het over 20 jaar kan worden gebruikt - Biologie

De kleine lettertjes: De volgende opmerkingen zijn eigendom van degene die ze heeft geplaatst. Wij zijn op geen enkele manier verantwoordelijk voor hen.

Uhh. ( Score: 5, Grappig)

DIY Biology klinkt behoorlijk gevaarlijk.

Zolang de instructies die erbij worden geleverd maar beter zijn dan die van Ikea.

Re: ( Score: 2)

dit is iets waar ik me erg ongemakkelijk bij voel, het is de angst dat er iets uit het lab komt, of het ergste voorbeeld. grijze goo

Is al lang aan de gang. ( Score: 5, Inzichtelijk)

Dit concept van DIY-biologie is veel, veel ouder dan de wetenschap zelf.Mensen manipuleren al heel lang vee, gewassen en zelfs ons eigen genoom. Maar de auteur van dit artikel heeft gelijk over nieuwe tools die het proces veel toegankelijker en krachtiger maken.

De uitbouw van de wereldhandel in de afgelopen eeuw heeft een aantal schadelijke veranderingen teweeggebracht in de wereldecologie. Invasieve soorten, schadelijke plantenziekten en dergelijke verspreiden zich over de hele wereld. Overheidsinspanningen op dit gebied zijn sporadisch geweest en doen vaak meer kwaad dan goed. Het vermogen van kleinere, particuliere organisaties om met een kleiner budget geavanceerde wetenschap te bedrijven, zal bijvoorbeeld een zegen zijn voor het herstel van bedreigde diersoorten.

Maar ik heb dit artikel getagd met de tag whatcould possiblegowrong. Gevaar op komst.

Re: ( Score: 3, Inzichtelijk)

Ik heb dit artikel zelf als "graygoo" gemarkeerd, maar in feite is het niet zo waarschijnlijk als veel mensen denken. De microbiële ecologie van de aarde is een slagveld, waarbij elk micro-organisme zijn niche wil uitbreiden ten koste van anderen. Ons zogenaamde grijze goo-organisme zal de aarde niet overnemen - het zal worden beroofd voor zijn lunchgeld en zijn karkas opgegeten door alles wat er voedingswaarde in kan vinden.

Re: ( Score: 1)

Rechts. Elke grijze smurrie die tot stand komt, zal een manier moeten vinden om met alle groene slijm om te gaan voordat het een groot probleem wordt.

Re: ( Score: 3, Inzichtelijk)

Waarschijnlijk een beetje pedant, maar grey goo [wikipedia.org] betekent dat nanobots uit de hand lopen. Je denkt aan biologische bedreigingen, zoals kunstmatige supergriep of ebola reston [wikipedia.org] gemuteerd om pathogeen te worden voor mensen of iets dergelijks, waarvan ik denk dat het groene slijm zou zijn?

Grijze goo zou technisch gezien geen product zijn van doe-het-zelf-biologie, dat zou doe-het-zelf nanotech zijn.

Een grotere zorg is waarschijnlijk de overname van invasieve GGO's, maar dit is volgens mij een grotere zorg van bijvoorbeeld Monsanto, die meer geld heeft om GGO's te maken en veel minder bezorgd lijkt

Of Frank Herbert's kijk op doe-het-zelf, thuisbiologie ( Score: 1, Informatief)

Ik was veel banger dan welk idee van een "grijze klodder" dan ook.

Re: ( Score: 2)

Grijze smurrie zou veel erger zijn. Een plaag kan worden ingeperkt, gevaccineerd, kleine opbergzakken, sommige mensen kunnen weerstand hebben enz.

Grey goo aan de andere kant zou de planeet in 48 uur kunnen vernietigen, afhankelijk van de snelheid van de replicators, er zou niet echt enige verdediging tegen zijn, omdat je genoeg tegenverdedigingsgoo zou moeten maken om de grijze goo te stoppen (dat is zelfs aangenomen iemand zou een soort van anti-goo kunnen ontwerpen en inzetten in de tijd die het zou kosten voordat de grijze goo zijn ding zou doen,

Re: Uhhh. ( Score: 5, Inzichtelijk)

Positief is dat het doen van gevaarlijke dingen die gevaarlijker zijn voor anderen dan voor jezelf aanzienlijk moeilijker is dan alleen maar gevaarlijke dingen doen.

Totdat we op het punt komen waarop je gewoon een programmeerbare materie-synthesizer kunt kopen met een spraakinterface die het commando "50grams aerosolized anthrax, arms grade" accepteert, is het enige echte gevaar van DIY Biology dat een paar wetenschappelijke wannabees in de ER terechtkomen op een stijf antibioticum infuus nadat ze de verkeerde bacteriecultuur op zichzelf hebben gemorst.

DIY Bio is nieuw en wetenschappelijk, wat het OOH eng maakt, maar als je gewoon wat mensen wilt kwetsen, zijn goede ouderwetse volledig Amerikaanse vuurwapens manier eenvoudiger, goedkoper en aanzienlijk verfijnder.

Re: ( Score: 2)

Re: ( Score: 1, Trol)

Re: ( Score: 2)

DIY Bio is nieuw en wetenschappelijk, wat het OOH Scary maakt

Was dat maar het geval helaas, dat is het niet. DIY-biologie is extreem gevaarlijk op een manier die tot nu toe geen enkele andere technologie is geweest.

Re: ( Score: 2)

Re: ( Score: 3, Grappig)

"Plaats tab A in slot B" is eigenlijk alles wat je moet weten.

Re: ( Score: 2, Inzichtelijk)

Re: ( Score: 2)

Re: ( Score: 3, Inzichtelijk)

Waarom zou iemand voor de lol computerprogramma's schrijven? Plezier is volledig in het oog van de toeschouwer

Re: ( Score: 2)

Waarmee kun je experimenteren in de neurobiologie?

DIYbiologie kent geen grenzen. Wil je proberen onsterfelijke hamsters te maken [turktel.net]? Een supergriep ontwerpen? Je terriër en een goudvis kruisen? Gloeiende yoghurt brouwen? [thechemblog.com]

Het 'leuke' van DIYbio is dat het niet wordt beperkt door geld, betrokkenheid van bedrijven, financieel voordeel of - in sommige gevallen - ethiek.

Daarom heb ik ook de 'whatcouldpossiblygowrong'-tag op dit verhaal gezet. Anarchisten met gen-splitsingsfaciliteiten zullen zorgen voor een ZEER interessante toekomst.

Re: ( Score: 2)

Re: ( Score: 1)

Re: Uhhh. ( Score: 4, Grappig)

Pardon. In onze dagen noemden we dat een van:
- Seks
- Zwangerschap
- Schimmel in de badkamer/kelder/etc.
- Je eigen voedsel verbouwen.
- Zelf bier brouwen/eigen kaas/salami/etc.
- De hond je gezicht laten likken.
- Eigenlijk de zandkoek opeten die je hebt gemaakt in de zandbak waar de honden poepten.
En we leefden ermee! (Niet in die volgorde overigens.)

De jeugd van tegenwoordig. Een stelletje bubbeljongens in angst voor de wereld.
Ga nu van mijn gazon af!

Re: ( Score: 2)

Nee, het is gemakkelijk. Het moeilijkste is om een ​​laboratoriumpartner te vinden. Zonder doe-het-zelfbiologie zou ik geen kinderen krijgen.

Re: ( Score: 2)

DIY Biology klinkt behoorlijk gevaarlijk.

Zolang de instructies die erbij worden geleverd maar beter zijn dan die van Ikea.

Niet bijzonder zolang je voorzichtig bent en een condoom gebruikt.

Re: ( Score: 2)

Als je de IKEA-instructies niet begrijpt, dan IS DIY-biologie IS dan alleen vriendelijk wat je mag hebben.

Re: ( Score: 1, Offtopic)

Hangt ervan af ( Score: 3, Inzichtelijk)

Veel van deze biologie-experimenten vereisen zeer dure machines, zoals microarray-machines, zoals vermeld in het artikel. Ik weet niet of de aanschaf van opgeknapte machines een verstandige keuze is, omdat we niet willen dat de datakwaliteit in het gedrang komt. Vergeet ook de serviceplannen niet wanneer de machines kapot gaan of inconsistente output produceren. Om nog maar te zwijgen van verschillende reagentia, andere chemicaliën en benodigdheden zoals microarray-chips die ervoor zorgen dat het experiment gegevens van hoge kwaliteit oplevert. Deze bereiken gemakkelijk honderden dollars per stuk. Als u dergelijke chemicaliën koopt, wordt u ook als terrorist bestempeld.

Een ander probleem is het verzamelen van de monsters. Als je gist verzamelt, zou dat eenvoudig zijn. Arabidopsis, andere kleine plantjes, muizen of andere kleine dieren, je hebt waarschijnlijk behoorlijk wat ruimte nodig. Mensen? Dat zal helemaal niet eenvoudig zijn. U moet privacykwesties oplossen, de onderzoekscommissie papieren laten ondertekenen, enz. Alleen al het verzamelen van monsters kan u veel geld en tijd kosten. U kunt altijd een beroep doen op openbaar beschikbare gegevens. Maar de kans is groot dat je wetenschappers niet veel zult kunnen imponeren door die weg te gaan. Ook zijn de meeste belangrijke ontdekkingen al gedaan op basis van deze gegevens. Hoogstwaarschijnlijk kunt u alleen bestaande resultaten bevestigen of wat tangentiële aanvullende informatie verstrekken.


Hoe maak je een bloederig mes schoon?

Onderzoekers in Perugia, Italië, hebben nieuw bewijs gevonden dat een 20-jarige Amerikaanse uitwisselingsstudent, Amanda Knox, in verband brengt met de brute steekpartij van haar kamergenoot, de Britse studente Meredith Kercher. Volgens de laatste berichten hebben Knox en haar Italiaanse vriend, Raphael Sollecito, het vermeende moordwapen - een 8-inch keukenmes met zwarte handgreep - schoongemaakt met bleekmiddel. Desalniettemin ontdekte de politie het DNA van Kercher op de tip en het DNA van Knox bij het handvat. Is het mogelijk om DNA van een mes te verwijderen?

Ja, als je weet wat je doet. Knox en Sollecito waren op de goede weg: bleekmiddel bevat natriumhypochloriet, een extreem corrosieve chemische stof die de waterstofbruggen tussen DNA-basenparen kan verbreken en zo een DNA-monster kan degraderen of "denatureren". Bleekmiddel is zelfs zo effectief dat misdaadlaboratoria een oplossing van 10 procent (een deel commercieel bleekmiddel op negen delen water) gebruiken om werkruimten schoon te maken (PDF) zodat oude monsters geen nieuw bewijsmateriaal besmetten. Evenzo, bij het onderzoeken van oude skeletresten (PDF), dompelen onderzoekers de overblijfselen eerst in verdund bleekmiddel om modern DNA van het oppervlak van botten of tanden te verwijderen.

Dus waarom faalde het bleekgambiet van Knox en Sollecito? Het is moeilijk om een ​​mes grondig schoon te vegen. Gedroogd bloed kan aan de hoeken en gaten in een houten handvat blijven kleven, aan de gekartelde rand van een mes, of vast komen te zitten in de spleet tussen het mes en het gevest. Met behulp van een wattenstaafje is het mogelijk om de meeste vlekken te verwijderen, maar wat met het blote oog niet zichtbaar is, is misschien nog steeds zichtbaar voor een microscoop, en geavanceerde misdaadlaboratoria hebben slechts ongeveer 10 cellen nodig om een ​​DNA-profiel op te bouwen.

Bleekmiddel is misschien wel de meest effectieve DNA-verwijderaar (hoewel klaarblijkelijk geen enkele methode faalveilig is), maar het is niet de enige optie. Deoxyribonuclease-enzymen, verkrijgbaar bij biologische leveranciers, en bepaalde agressieve chemicaliën, zoals zoutzuur, breken ook DNA-strengen af. Het is zelfs mogelijk om een ​​mes schoon te vegen van met DNA beladen haarzakjes, speeksel en witte bloedcellen met generieke zeep en warm water. Het nadeel van deze laatste methode is dat de verklikkercellen niet zomaar van het mes verdwijnen. Ze blijven hangen op sponzen, in rioleringen en zelfs in gootsteenvallen, waar sluwe onderzoekers sporen zoeken.