Kun je vanachter je bureau een nieuw antibioticum ontdekken?

Ondertitel
Een les over 
'genome mining'
Kun je van achter je bureau een nieuw antibioticum ontdekken?
1 / 39
suivant
Slide 1: Diapositive
Natuur, Leven en TechnologieScheikunde+2Middelbare schoolvwoLeerjaar 5,6

Cette leçon contient 39 diapositives, avec quiz interactifs et diapositives de texte.

time-iconLa durée de la leçon est: 50 min

Introduction

Deze les laat zien wat er op het gebied van bio-informatica mogelijk is als het gaat om het doorzoeken van grote databestanden op zoek naar bijvoorbeeld een nieuw antibioticum. Stap voor stap maakt de leerling kennis met antiSMASH, waar DNA-gegevens van zeer veel organismen met elkaar vergeleken kunnen worden. Algoritmes binnen antiSMASH gaan op zoek naar overeenkomsten. Lukt het om met behulp van antiSMASH een potentieel nieuw antibioticum te vinden? En passant wordt de kennis van de eiwitsynthese opgehaald.

Instructions

Voorkennis van leerlingen
Bouw en werking van DNA (moleculaire biologie)

Voorbereiding voor docent
Deze les kan als verrijkingsstof individueel door leerlingen gevolgd worden, maar ook klassikaal.
Antwoorden op de vragen zijn door leerlingen op te vragen. 

Het is mogelijk om deze les binnen een lesuur van 50 minuten af te ronden, maar dit is wel krap. Om de leerlingen de ruimte te geven om echt in de materie te duiken is wat meer tijd aan te bevelen (blokuur).

Als de leerlingen aan de slag gaan met 'antismash' is het handig als de leerlingen in duo's werken, waarbij de ene leerling 'in de lessonup blijft' en de andere leerling in 'antismash' zit.

Leerdoelen / vaardigheden
na deze les:
... kunnen leerlingen uitleggen wat 'genome mining' is en welke mogelijkheden het biedt.
... hebben leerlingen hun kennis over DNA en eiwit(productie) weer opgehaald.
... weten leerlingen wat 'specialized metabolites' zijn en wat het verschil is met primaire metabolieten in een (bacterie)cel.
... kunnen leerlingen in een afbeelding van een Biosynthetic Gene Cluster herkennen en uitleggen wat de verschillende onderdelen zijn.
...hebben leerlingen kennisgemaakt met data en algoritmes die kunnen helpen bij het vinden van nieuwe biomoleculen, zoals antibiotica, en kunnen ze aangeven wat het belang is van 'genome mining'.

Aansluiting curriculum
Scheikunde/biologie: DNA en eiwitsynthese

Éléments de cette leçon

Ondertitel
Een les over 
'genome mining'
Kun je van achter je bureau een nieuw antibioticum ontdekken?

Slide 1 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Informatie voor de docent
Vooraf
Deze les is in principe bedoeld als klassikale les (maar kan ook individueel door leerlingen gevolgd worden). 
Een blokuur voor deze les is aan te bevelen.
Vanaf dia 20 is het handig als 1 leerling de LessonUp op het beeldscherm heeft, en de buur het antiSMASH-scherm.

Iconen







Benodigdheden







Zet het vinkje 'toon bij leerling' aan
Toon notities bij elke dia (bij voorbereiding van de les)
Navigeren door de les
Vergroot een afbeelding
Klik hier
Hotspot met meer informatie
Laptop voor elke leerling

Slide 2 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Leerdoelen
Dit is een intensieve les. Maar na deze les: 
... kun je  uitleggen wat 'genome mining' is en welke mogelijkheden het biedt.
... heb je je kennis over DNA en eiwit(productie) weer opgehaald.
... weet je wat 'specialized metabolites' zijn en wat het verschil is met primaire metabolieten in een (bacterie)cel.
... kun je in een afbeelding van een Biosynthetic Gene Cluster herkennen en uitleggen wat de verschillende onderdelen zijn.
...heb je kennisgemaakt met data en algoritmes die kunnen helpen bij het vinden van nieuwe biomoleculen, zoals antibiotica, en kun je aangeven wat het belang is van 'genome mining'.


Slide 3 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Ontdekking penicilline
Ontdekking van penicilline was een toevalstreffer. Eigenlijk een heel belangrijk 'foutje', want door dit antibioticum zijn vele levens gespaard gebleven.

Bekijk hier hoe deze ontdekking gegaan 
moet zijn:


Dit kan beter, sneller, gerichter: via 'genome mining'.
Om dat te snappen moet je eerst door wat basiskennis heen...

Slide 4 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Ribosomale eiwitproductie
Hoe zat het ook alweer met die eiwitproductie? Klik op de hotspots voor meer informatie.
bacterie
De bacterie bevat circulair DNA en enige plasmiden
circulair DNA
Het circulaire DNA bevat de genetische code (hier een klein stukje uitvergroot)
transcriptie
Van een deel van het bacterie-DNA wordt een RNA-kopie gemaakt
RNA
Dit m-RNA (messenger-RNA) bevat de code voor één of meerdere eiwitten
translatie
Het m-RNA wordt afgelezen door een ribosoom, waarna een keten van aminozuren (polypeptide / eiwit) ontstaat
ribosoom
Het ribosoom leest RNA-tripletten, waarna de bijpassende aminozuren aan elkaar worden geregen
BINAS 71 J

Slide 5 - Diapositive

Toelichting
Via deze afbeelding kan de eiwitproductie in een cel (van DNA tot eiwit) herhaald worden.

Vraag
Eiwitsynthese verloopt van DNA via RNA naar eiwitten. 
Maar hoe heten de verschillende processen ook alweer?
A
transcriptie: het vertalen van RNA naar eiwitten translatie: het overschrijven van DNA in RNA
B
transcriptie: het overschrijven van DNA in RNA translatie: het vertalen van RNA naar eiwitten
C
transcriptie: het vertalen van DNA naar eiwitten translatie: het koppelen van aminozuren tot een eiwit
D
transcriptie: het koppelen van aminozuren tot een eiwit translatie: het vertalen van DNA naar eiwitten

Slide 6 - Quiz

Toelichting
Deze vraag vereist heel goed lezen, misschien handig om dat de leerlingen te vertellen aangezien ze soms geneigd zijn snel op een antwoord te klikken.
Les 1. Wat is creativiteit?
Specialized metabolites (secundaire metabolieten)
Metafoor: Een auto heeft bepaalde onderdelen altijd nodig, anders kan hij niet rijden (wielen, motor, stuur, uitlaat, rem, V-snaar, ....)

Andere onderdelen zijn niet altijd nodig, maar kan een bestuurder wel gebruiken als dat nodig is (ruitenwissers, airco, radio, blower,...)

Cellen maken moleculen die ze altijd nodig hebben (primaire metabolieten), maar daarnaast ook voor stoffen die ze alleen maken in geval van 'nood': specialized metabolites. Daar gaat de volgende vraag over.

Slide 7 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Vraag
Behoren deze moleculen tot de primaire metabolieten of tot de specialized metabolites van een cel? Sleep ze naar het juiste vakje.  Kom je een onbekende naam tegen, zoek die dan eerst op!
primaire meta-bolieten in een cel
specialized metabolites (of secundaire meta-bolieten) in een cel
toxine
pigment
siderophores (ijzer-bindende moleculen
antibioticum
ATP
RNA-polymerase
transporteiwit
ribosomale eiwitten
fosfolipide

Slide 8 - Question de remorquage

Toelichting
Leg misschien nog even uit dat een cel primaire metabolieten gebruikt voor processen die altijd optreden, terwijl specialized metabolites alleen gemaakt worden op het moment dat dit voor de cel nodig is.
Les 1. Wat is creativiteit?
antibiotica gezocht
Stel, je wilt een nieuw antibioticum vinden. Geen gek idee, want steeds meer bacteriën zijn resistent tegen bekende antibiotica.

Je zou dan bacteriën in een petrischaaltje kunnen kweken, en hopen dat ze antibiotica gaan maken.

Maar...dat doen ze niet. Ze maken alleen antibiotica als ze aangevallen worden door andere bacteriën. Altijd maar antibiotica maken kost de cellen/bacteriën teveel energie en materiaal.
immuun of resistent?
Deze twee begrippen worden vaak door elkaar gehaald.
Immuniteit kan een individu verwerven en wordt veroorzaakt door een actief immuunsysteem (of via vaccinatie). Immuniteit tegen een bepaalde ziekteverwekker is niet als zodanig vastgelegd in het DNA van het betreffende organisme.
Resistentie bezit een individu 'van nature', is dus niet verworven, ligt vast in het DNA. Het zorgt ervoor dat het organisme (in dit geval een bacterie) bestand (resistent) is tegen bijvoorbeeld een antibioticum. Doordat deze bacterie overleeft en zijn niet-resistente soortgenootjes niet, kan de resistente bacterie zich wél vermenigvuldigen waardoor er een resistente populatie ontstaat. 

Slide 9 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
DNA-databank
Je geeft het natuurlijk niet op.





Specialized metabolites worden in de cel gemaakt door enzymen, die op hun beurt gemaakt worden op basis van informatie in het DNA van de cel. 

Tegenwoordig zit het DNA van heel veel organismen, en zeker dat van vele bacteriën, in databanken die vrij doorzoekbaar zijn. Het sequencen van het DNA van een organisme is de afgelopen 25 jaar spectaculair goedkoper geworden (zie volgende dia), wat waardevolle informatie opgeleverd heeft.

Slide 10 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Kosten DNA-sequencing (2001-2022)
De kosten van het sequencen van (in dit geval) een menselijk genoom zijn dramatisch gedaald. 

Let op: de Y-as is logaritmisch!

In de afgelopen 20 jaar is het sequencen zo'n 100.000 keer goedkoper geworden! 

menselijk genoom versus bacteriegenoom
Het menselijk genoom bevat ongeveer 3 miljard basenparen. Een bacterieel genoom is gemiddeld slechts 1000 basenparen lang (of kort, dus).
logaritmische schaal?
Om hele kleine en hele grote waarden in eenzelfde grafiek weer te kunnen geven, wordt vaak gebruik gemaakt van een logaritmische schaal.  In plaats van het getal zelf wordt de logaritme van het getal uitgezet. Dus 100 = 10^2  --> 2 op de as van de grafiek. En 1000 = 10^3 wordt dan 3. In de grafiek verschillen deze getallen maar 1 'vakje' (van 2 naar 3) terwijl er een factor 10 tussen de getallen zit (van 100 naar 1000).

Slide 11 - Diapositive

Toelichting
Leerlingen moeten een logaritmische schaal aflezen.
Doel van deze opdracht is het goed interpreteren van grafieken (plus de bewustwording van de enorme prijsdaling van sequencing!)
Les 1. Wat is creativiteit?
 Biosynthetic Gene Clusters (BGC's)
We kunnen nu dus op zoek gaan naar DNA-regio's waarvan al bekend is dat ze tot antibioticaproductie kunnen leiden. Of we gaan zoeken naar volgordes die daar een beetje op lijken, want dan vinden we misschien wel een nét iets ander antibioticum.

Maar eerst moet je nog even weten dat onze specialized metabolites gemaakt worden op basis van Biosynthetic Gene Clusters. Hoe leggen we dat nou weer uit?

Slide 12 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
AUTO-assemblage
Metafoor: Aan de lopende band verricht elke machine/robot een ander taakje. Uiteindelijk ontstaat er een volledig eindproduct: de auto.

Slide 13 - Diapositive

Toelichting
De productie van secundaire metabolieten (zoals antibiotica) verloopt volgens een proces dat vergelijkbaar is met een lopende band. In de volgende dia wordt daar dieper op ingegaan. Deze dia is als illustratie van dit proces bedoeld. Verschillende machines hebben elk hun taak, om uiteindelijk het eindproduct (auto) te maken.
Les 1. Wat is creativiteit?
 Biosynthetic Gene Cluster als lopende band
Bij het produceren van bijvoorbeeld een auto, worden aan de lopende band onderdelen toegevoegd en handelingen uitgevoerd om uiteindelijk 1 product (auto) te maken.

Biosynthetische genclusters (BGC's) zijn groepen van genen die (via enzymen) samenwerken om specifieke biologische moleculen te produceren. In een BGC bevinden de genen zich vaak dicht bij elkaar op hetzelfde stuk DNA. Dit maakt het coördineren van hun expressie (aan- en uitschakelen van de genen) eenvoudiger.

Slide 14 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
 Biosynthetic Gene Clusters
gedeeltelijke clustering
Om morfine te produceren zijn verschillende genen nodig, die deels op hetzelfde chromosoom liggen, deels op verschillende chromosomen. Hier is sprake van gedeeltelijke clustering van genen.
Geen clustering
Om serotonine te maken zijn er 4 genen nodig, die elk op een ander chromosoom liggen. Er is hier geen clustering van genen op eenzelfde chromosoom.
complete clustering
Bij de productie van penicilline  zijn 3 genen betrokken, die dicht bij elkaar op hetzelfde stuk DNA (chromosoom) liggen. Hier is sprake van complete clustering.

Slide 15 - Diapositive

Toelichting
Klik de verschillende hotspots aan voor korte uitleg van de verschillende soorten clustering.
Als een bijdehandte leerling opmerkt dat bij bacteriën de genen altijd geclusterd liggen omdat een bacterië maar 1 chromosoom heeft....dan heeft die leerling grotendeels gelijk. Echter, ook de plasmiden van bacteriën bevatten DNA.
Les 1. Wat is creativiteit?
Voorbeeld BGC: polyketiden maken
Je gaat straks als voorbeeld op zoek naar BGC's die leiden tot de productie van polyketiden. Dan is het wel leuk om een beeld te hebben van wat voor stoffen dat zijn.

Polyketiden zijn een klasse van natuurlijke producten die een grote diversiteit aan structuren en biologische activiteiten vertonen. Ze worden geproduceerd door de polyketide synthase (PKS) enzymcomplexen in verschillende organismen, zoals bacteriën, schimmels, en planten. Polyketiden hebben belangrijke 
toepassingen in de geneeskunde en industrie, als antibiotica, als 
antischimmelmiddelen, als cholesterolverlagende middelen, en 
als anti-kankeragentia.
kenmerken polyketiden
Polyketiden worden opgebouwd uit eenvoudige eenheden zoals acetyl-Co-A (twee koolstofatomen) waar steeds een stukje van malonyl-Co-A aan wordt toegevoegd.
De keten van deze eenheden kan op verschillende manieren worden gemodificeerd door middel van reductie, dehydratie, cyclisatie, en andere chemische veranderingen, wat leidt tot een grote verscheidenheid aan structuren. Daardoor hebben polyketiden een breed scala aan biologische activiteiten 
voorbeeld: erythromycine
Een bekend antibioticum dat effectief is tegen een breed scala aan bacteriële infecties.

Chemische formule: C₃₇H₆₇NO₁₃


voorbeeld: tetracycline
Een antibioticum dat breed wordt ingezet tegen verschillende bacteriële infecties.

Chemische formule: C₂₂H₂₄N₂O₈
voorbeeld: lovastatine
Een cholesterolverlagend middel dat wordt gebruikt om het risico op hart- en vaatziekten te verminderen.

Chemische formule: C₂₄H₃₆O₅
voorbeeld: aflatoxine
Een toxine geproduceerd door bepaalde schimmels, zoals Aspergillus flavus, dat gevaarlijk kan zijn voor de gezondheid.

Chemische formule: C₁₇H₁₂O₆
erythromycine

Slide 16 - Diapositive

Toelichting
Waarschijnlijk zijn de leerlingen niet bekend met 'polyketiden'. Daarom is het fijn om wat voorbeelden aan te klikken, zodat ze een beetje een beeld krijgen met wat voor stoffen we hier te maken hebben (en de diversiteit hierin).
In de rest van de les gaat het steeds over deze polyketiden.
Les 1. Wat is creativiteit?
Polyketiden maken
We gaan dus op zoek naar de genclusters die verantwoordelijk zijn voor het maken van enzymen. Die enzymen zorgen voor de productie van de polyketiden.

In het genoom van de bacterie zullen we meerdere genclusters aantreffen voor polyketiden. Waar verschillende typen BGC's, zoals het type 'polyketide', te vergelijken zijn met verschillende typen fabrieken (autofabrieken, koekjesfabrieken, beeldschermfabrieken), zijn de genclusters voor verschillende polyketiden te vergelijken met fabrieken van soortgelijke producten (dus stroopwafelfabriek, speculaasjesfabriek, roze-koeken-fabriek).

Door goed te kijken welke machines (genen) er gebruikt worden, kun je voorspellen welk molecuul er gemaakt wordt. Je kunt dus op zoek gaan naar bekende genclusters, en hopen dat je een cluster vindt dat nét ietsje anders is...

Slide 17 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
antiSMASH
AntiSMASH is een  bioinformatica-tool die wordt gebruikt om BGC's in het genoom van micro-organismen te identificeren. Daarbij wordt gezocht naar genclusters die betrokken zijn bij de biosynthese van secundaire metabolieten, zoals antibiotica, pigmenten en toxines.

AntiSMASH vergelijkt de geïdentificeerde genclusters met een database van bekende clusters om eventuele overeenkomsten te identificeren. Dit kan leiden tot de ontdekking van nieuwe varianten van bekende moleculen of geheel nieuwe verbindingen.

Je gaat straks op zoek binnen antiSMASH naar genclusters die verantwoordelijk zijn voor de synthese van polyketiden. Andere genclusters laten we buiten beschouwing.
antiSMASH?
antiSMASH staat voor 'antibiotics & Secondary Metabolite Analysis 
SHell (maar dat mag je direct weer vergeten)

Slide 18 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Opdracht
http://bioinformatics.nl/~medem005/LN831790/index.html

Volg deze link om de antiSMASH-resultaten te zien van een recent gesequenced genoom van een streptomyceet.



Beantwoord, na enige bestudering van wat je op je scherm te zien krijgt, de vragen. Je kunt zelf je antwoorden controleren.

Streptomyceet?
Streptomyceten vormen een groep van bacteriën, van nature veel voorkomend in de bodem en in rottend plantaardig materiaal. Deze groep bacteriën levert ongeveer tweederde van de bekende, natuurlijke antibiotica. Er bestaan zo'n 500 soorten streptomyceten; we onderzoeken er slecht eentje.

Slide 19 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions


Vraag
Hoeveel biosynthetische genclusters (BGC's) heeft antiSMASH geïdentificeerd?
Typ hier je antwoord:

Slide 20 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Even wat uitleg
genclusters
hier zie je alle door antiSMASH gedetecteerde genclusters
type
In deze kolom staan de genclusters die antiSMASH automatisch detecteert ('herkent', omdat de informatie lijkt op wat er al bekend is). Het algoritme van AntiSMASH heeft allemaal regels, zoals: ‘je hebt minstens enzym X en enzym Y nodig voor een polyketide cluster, en enzym A en enzym B voor een NRPS cluster’. Het is dus vooral gebaseerd op kennis van chemische transformaties en de bijbehorende enzymen.
most similar cluster
Uit experimenteel onderzoek: dit gencluster lijkt op wat antiSMASH gevonden heeft (in de volgende kolom staat de naam en daarachter het percentage overkomst met van antiSMASH bij deze Streptomyceet gevonden heeft)
similarity
Dit percentage geeft aan in hoeverre het (uit onderzoek bekende) gencluster overeenkomt met het door antiSMASH gevonden gencluster. 
Zo betekent 14% similarity dat dit gencluster wel erg afwijkt van wat genoemd is. We kijken in deze les alleen naar similarities hoger dan 50%.

Slide 21 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions


Vraag
Welke polyketiden heeft antiSMASH gedetecteerd? Zoek hiervoor in de kolom 'type' naar  ...PKS en kijk in de kolom 'similarity' naar percentages groter dan 50. Noteer ze allemaal, met de regio.
Typ hier je antwoord:

Slide 22 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Vervolgopdracht
We gaan regio 11 nader onderzoeken. Klik in de bovenste balk met alle regio-nummers op het vlakje met 1.11
Je krijgt dan dit beeld op je scherm:
klik hier in je data-scherm:
Klik in je data-scherm op 'KnownClusterBlast'

Slide 23 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
en weer even wat uitleg
vergelijking met bekende genclusters
AntiSMASH vergelijkt het in 'onze' Streptomyceet  gevonden gencluster met bekende genclusters. Het percentage overeenkomst staat vermeld.
Query sequence
Dit is het gencluster dat door antiSMASH in 'onze' Streptomyceet in region 11 gevonden is.

Slide 24 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions


Vraag
Welke moleculen heeft antiSMASH gevonden die meer dan 50% overkomst met 'ons' gencluster hebben? Noteer de naam en het percentage overeenkomst.
Typ hier je antwoord:

Slide 25 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions


Vraag
Welke van de in de vorige vraag 
gevonden moleculen is géén polyketide? 
Wat voor stof is dat dan wel?
Typ hier je antwoord:

Slide 26 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions


Vraag
Kijk goed naar de afbeelding van de KnownClusterBlast. Op basis waarvan zou je kunnen concluderen dat het hier in region 11 niet om één maar om twee genclusters gaat?
Typ hier je antwoord:

Slide 27 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
antwoord vorige vraag
De polyketiden-genclusters omvatten een ander deel van het oorspronkelijke cluster (met meer 'blauwe' genen); de omcirkelde 'terpenen' wijken daar duidelijk van af.

Slide 28 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Vervolgopdracht
Het is bekend dat onze bacterie Chaxamycin-D produceert.
Chaxamycin heeft antibacteriële activiteit. Het is echter niet geschikt als antibioticum, omdat het voor mensen mogelijk giftig is ...

We zijn op zoek naar een molecuul dat lijkt op Chaxamycin-D (en hopelijk wél antibacterieel is en niét toxisch voor mensen).

We weten dat het een polyketide is, maar niet welke genen verantwoordelijk zijn voor de productie van Chaxamycin-D.

Slide 29 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Vervolgopdracht Chaxamycin
https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=CHEBI:69812
Het polyketide Chaxamycin D wordt gemaakt op basis van het precursormolecuul 3-amino-5-hydroxybenzoic acid (AHBA). AHBA wordt gemaakt door eiwitten die gecodeerd worden door een bepaald subcluster dat gevonden wordt bij alle ansamycin-polyketiden-genclusters (zoals die voor de productie van rifamycin, streptovaricin en naphthomycin).
In de volgende dia zie je afbeeldingen van alle genoemde stoffen.


Slide 30 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Chaxamycin D
AHBA
streptovaricin
rifamycin
naphthomycin
De NH2-groep met de zesring die je bij AHBA én bij Chaxamycin vindt, zie je ook terug bij de drie andere moleculen. Het zou goed kunnen dat de genclusters die verantwoordelijk zijn voor het maken van deze moleculen lijken op het gencluster van Chaxamycin.

Slide 31 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Vervolgopdracht Chaxamycin
Klik nu (in region 11) op 'Gene overview' (links van 'KnownClusterBlast).

Je vindt nu aanwijzingen dat dit gencluster weleens verantwoordelijk zou kunnen zijn voor de productie van AHBA (en daarmee misschien van Chaxamycin).

Slide 32 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions


Vraag
We hadden ook nog regions 1, 10, 19 en 32 als potentiële kandidaten. 
Klik in het eerste antiSMASH blad op deze regions en onderzoek of deze regions waarschijnlijke kandidaten zouden kunnen zijn om Chaxamycin te produceren. 
Kijk weer bij 'Gene overview'. Waarom wel of niet?
Typ hier je antwoord:

Slide 33 - Question ouverte

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Antibioticum gevonden?
Je hebt nu sterke aanwijzingen dat er een gencluster dat codeert voor een molecuul dat op Chaxamycin-D lijkt, in region 11 van deze Streptomyceet ligt. 
Verder (lab-)onderzoek moet uitwijzen of dit inderdaad zo is, en of dit Chaxamycin-D-achtige molecuul niet toxisch is en toch antibacterieel. Dan is er nog een lange weg te gaan in samenwerking met de farmaceutische industrie om dit antibioticum eventueel op de markt te brengen. 
Maar achter je laptop kun je dus via 'genome mining' 
al een heel eind komen!

Slide 34 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Gefeliciteerd!
Je kunt nu uitleggen wat 'genome mining' is en welke mogelijkheden het biedt.
Je hebt je kennis over DNA en eiwit(productie) weer opgehaald.
Je weet wat 'specialized metabolites' zijn en wat het verschil is met primaire metabolieten in een (bacterie)cel.
Je kunt in een afbeelding van een Biosynthetic Gene Cluster herkennen en uitleggen wat de verschillende onderdelen zijn.
Je hebt kennisgemaakt met data en algoritmes die kunnen helpen bij het vinden van nieuwe biomoleculen, zoals antibiotica, en kun je aangeven wat het belang is van 'genome mining'.
En je hebt misschien wel een nieuw antibioticum ontdekt!

Slide 35 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Geïnspireerd!?
Geen eenvoudige kost, dat genome mining. Maar wel boeiend!?

Kijk dan voor een studie eens naar:

Slide 36 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
De makers van deze les willen graag weten wat je van de les vond.

Ga daarvoor naar de (korte) vragenlijst:


Heel veel dank!

Feedback gevraagd
Klik op de link of scan de QR-code

Slide 37 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Bronnen
Medema, M.H., de Rond, T. & Moore, B.S. Mining genomes to illuminate the specialized chemistry of life. Nat Rev Genet 22, 553–571 (2021). https://doi.org/10.1038/s41576-021-00363-7

Terlouw, B. (2023). Deciphering the non-ribosomal code: the language of antibiotics and other natural products. [internal PhD, WU, Wageningen University]. Wageningen University. https://doi.org/10.18174/635495

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/

https://antismash.secondarymetabolites.org/

Slide 38 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions

Les 1. Wat is creativiteit?
Check www.4tuschools.nl voor meer inspirerende lessen!

Slide 39 - Diapositive

Cet élément n'a pas d'instructions