De Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde 2022 is aangekondigd, ter ere van wetenschapper Svante Pääbo “voor zijn ontdekkingen in het uitgestorven oude menselijke genoom en de menselijke evolutie”, waarin de polymerasekettingreactie (PCR) uit de moleculaire biologie een sleutelrol speelt.
Figuur 1 Wetenschapper Svante Pääbo won in 2022 de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde
Evolutionair geneticus Svante Pääbo gebruikte moleculaire biologie om prehistorische mensen en andere paleontologie te bestuderen, waarbij hij niet alleen het genoom van de Neanderthalers – een nauwe verwant van de mens – in kaart bracht, maar ook waardevolle methoden en technieken bijdroeg aan de paleoantropologie, bijvoorbeeld door het Ancient DNA Lab te openen dat hij had opgericht. een nieuw vakgebied: Paleogenetica.
Na verloop van tijd ondergaat DNA chemische veranderingen en wordt het afgebroken tot korte fragmenten.Duizenden jaren later zijn er nog slechts sporen van over, en de rest is zwaar vervuild met bacteriën en hedendaags menselijk DNA.In 1987 deed Pääbo postdoctoraal onderzoek aan de University of California-Berkeley.Destijds was het gebruik van PCR om specifieke DNA-fragmenten te amplificeren onorthodox.Met behulp van PCR-technologie extraheerde Pääbo DNA uit de resterende ezelmonsters in Wilsons laboratorium en analyseerde deze.De daaruit voortvloeiende sequencing liet vergelijkbare resultaten zien als die gepubliceerd in 1985. Dit betekent dat de sequencing van oud DNA niet alleen efficiënter kan worden uitgevoerd, maar dat de resultaten ook herhaaldelijk kunnen worden geverifieerd.
Figuur 2 DNA bevindt zich in twee regio's in een cel.Nucleïne-DNA bewaart het grootste deel van de genetische informatie, terwijl kleinere mitochondriale genomen duizenden kopieën bevatten.Na de dood zal het DNA verslechteren, waardoor er uiteindelijk minieme hoeveelheden overblijven.Het kan ook besmet zijn met bacteriën en ander DNA.
Neanderthaler genoomsequencing
In 1990 was Pääbo bezig met het analyseren van de DNA-mitochondriën van Neanderthalers.Het mitochondriale genoom is klein en bevat slechts een fractie van de genetische informatie, maar het bestaat in duizenden exemplaren, waardoor de kans op succes groter wordt.Pääbo heeft met succes een regio van mitochondriaal DNA in een 40.000 jaar oud bot gesequenced om de sequentie van dit uitgestorven familielid te verkrijgen.
Sindsdien heeft Pääbo bij het Max Planck Instituut gestaag de methoden voor het isoleren en analyseren van DNA uit oude botresten verfijnd, en heeft hij een aantal belangrijke medewerkers ingehuurd met expertise in populatiegenetica en geavanceerde sequentieanalyse.In 2010 publiceerde Pääbo de eerste genoomsequentie van de Neanderthalers, die de meest recente gemeenschappelijke voorouder van de Neanderthalers enHomo sapiensleefde ongeveer 800.000 jaar geleden.
Figuur 3 Links: Een Neanderthaler vingerbotfragment in Duitsland;en een vingerbotfragment uit de Denisovan-grot in Zuid-Siberië.Rechts: Fylogenetische evolutieboom tussenHomo sapiensen uitgestorven mensachtigen.
Een vergelijkende analyse van Pääbo toonde aan dat de DNA-sequenties van de Neanderthaler meer leken op die van tijdgenoten uit Europa of Azië dan op die uit Afrika.Dit betekent Neanderthalers enHomo sapiensgedurende duizenden jaren van coëxistentie met elkaar vermengd.Bij moderne mensen met Europese of Aziatische afkomst is ongeveer 1% tot 4% van het genoom afkomstig van Neanderthalers.
Inleiding tot PCR
Polymerasekettingreactie, of PCR, werd in 1985 uitgevonden door de Amerikaanse biochemicus Kary Mullis en collega's.Deze techniek houdt inin vitroenzymatische amplificatie van specifieke DNA-fragmenten.De resulterende brede toepassing van PCR-technologie bevorderde de ontwikkeling van verschillende gebieden in de moleculaire biologie enorm.In 1993 deelden de uitvinders de Nobelprijs voor de Scheikunde.
PCR heeft een onwankelbare fundamentele positie in de moderne moleculaire biologie en genetica.Samen met klonen en DNA-sequentieanalyse vormt het de basis van vrijwel de hele moleculaire biologie.In de moderne biotechnologie bestrijken de toepassingsgebieden alle aspecten, inclusief landbouw, geneeskunde, recht, voedingswetenschap, enz.
HymonBio is nauw betrokken bij de ontwikkeling en toepassing van PCR-technologie.Het bedrijf beschikt over een aantal gepatenteerde technologieën die snelle en efficiënte genetische tests voor de klinische praktijk mogelijk maken.De productlijn omvat vroege screening op kanker, infectieziekten en andere.
Posttijd: 12 oktober 2022