Biologie: de bekroning der wetenschap Biologie, de bekroning der wetenschap.

Presentatie over: "Biologie: de bekroning der wetenschap Biologie, de bekroning der wetenschap."— Transcript van de presentatie:

1

2 Biologie: de bekroning der wetenschap Biologie, de bekroning der wetenschap

3 Biologie: de bekroning der wetenschap Wat is leven? Het managen van de levende cel

4 Biologie: de bekroning der wetenschap Werkconferentie Biologie: de bekroning der wetenschap zLeven: meer dan DNAmolecuul zIntegratie: het kippenhok zDynamische moleculen zSlaapziekteverwekker ontploft? zDynamische hartcellen; hart- en vaatziektes en suikerziekte zDe VU-(medische) biologie zBeroepsperspectieven

5 Biologie: de bekroning der wetenschap  15 februari 2001 Alle levensprocessen Opeens ‘bekend’ (??) DNARNAEiwitFunctie

6 Biologie: de bekroning der wetenschap Revolutie: genomics en bioinformatica

7 Biologie: de bekroning der wetenschap Leven: meer dan DNAmolecuul

8 Biologie: de bekroning der wetenschap No! Why not? What is it that we do not understand? Do we understand living organisms Do we understand living organisms ? February 15, 2001 All macromolecular parts of living cells are known January 22, 2004:

9 Biologie: de bekroning der wetenschap Leven: meer dan DNAmolecuul

10 Biologie: de bekroning der wetenschap How many genes are necessary for life? 300?

11 Biologie: de bekroning der wetenschap Life is a quantum phenomenon (minimum size) zAnd: there is more to life than just living! yM. genitalium: 450 genes yE.coli: 4000 genes yYeast: 6000 genes yWoman: 30 000 genes

12 Biologie: de bekroning der wetenschap Biologie, de bekroning der wetenschap

13 Biologie: de bekroning der wetenschap Leven: meer dan DNAmolecuul

14 Biologie: de bekroning der wetenschap Does DNA alone explain life? ?

15 Biologie: de bekroning der wetenschap Verklaart al dat DNA het leven? ?

16 Biologie: de bekroning der wetenschap Patroon vorming •Alle cellen hetzelfde DNA •Wat veroorzaakt dan de differentiatie? (arm versus oog)

17 Biologie: de bekroning der wetenschap Het kippenhok probleem

18 Gewenst: Feitelijk: Hoe komt dit nu?

19 Biologie: de bekroning der wetenschap

20

21

22

23

24 Gewenst: Feitelijk:

25 Ontwikkelingsbiologie

26 Biologie: de bekroning der wetenschap Life builds on life •Prespecification (DNA) •Gradient: external conditions •Self organization •Adding to pre-existing (membrane) structures

27 Biologie: de bekroning der wetenschap Leven: meer dan DNAmolecuul

28 Biologie: de bekroning der wetenschap Only artists and biologists can deal proficiently with such systems Jan Steen

29 Biologie: de bekroning der wetenschap Samenvattend zGedrag van kippen, cellen, etc. zniet slechts bepaald door het DNA zOok door interactie

30 Biologie: de bekroning der wetenschap Leven is integreren, samenwerken zMoleculaire eigenschappen (<- DNA) zMoleculen in interactie (organisatie) zVoortbouwen op moedercel zFunctioneel, niet per se eenvoudig

31 Biologie: de bekroning der wetenschap Biologie, de bekroning der wetenschap

32 Biologie: de bekroning der wetenschap zTV >>> transistoren; zCel >>> moleculen; zOrganisme >> cellen; zEcosysteem >> organismen zOrganisatie; netwerken; managing Belangrijk nu: Integratieve Biologie Belangrijkste eigenschappen komen voort uit de integratie

33 Biologie: de bekroning der wetenschap zLeven: meer dan DNAmolecuul zIntegratie: het kippenhok zDynamische moleculen zSlaapziekteverwekker ontploft? zDynamische hartcellen; hart- en vaatziektes en suikerziekte zDe VU-(medische) biologie zBeroepsperspectieven Werkconferentie Biologie: de bekroning der wetenschap

34 Biologie: de bekroning der wetenschap Integratie, Regulatie

35 Biologie: de bekroning der wetenschap zLeven: meer dan DNAmolecuul zIntegratie: het kippenhok zDynamische moleculen zSlaapziekteverwekker ontploft? zDynamische hartcellen; hart- en vaatziektes en suikerziekte zDe VU-(medische) biologie zBeroepsperspectieven Werkconferentie Biologie: de bekroning der wetenschap

36 Biologie: de bekroning der wetenschap Multidrug resistentie vormt grote bedreiging; microorganismen en tumoren

37 Biologie: de bekroning der wetenschap Strijd tegen microbiële ziektes: succesverhaal, maar…… zVirussen: antibiotica werken niet zGeneesmiddel resistentie zEukaryote parasieten lijken teveel op ons zIngrijpen in cellulaire regulatie/integratie? We moeten slim zijn!

38 Biologie: de bekroning der wetenschap Nieuwe geneesmiddelen Denk aan integratie zDe metabole autobaan zWat veroorzaakt een file? zIdee: zVersmal bij de parasiet, verbreed in de gastheer

39 Biologie: de bekroning der wetenschap Waar kan het gemakkelijkst filevorming optreden?

40 Biologie: de bekroning der wetenschap Transport remmer ?

41 Biologie: de bekroning der wetenschap Verwijder het glycosoom membraan? zonder glycosoom met glycosome

42 Biologie: de bekroning der wetenschap Nieuw geneesmiddel onderzoek zNiet alleen maar molecuul zMaar ook het netwerk! zErkend door: y-vernieuwingsimpuls y-NVBMB prijs Dr Barbara M. Bakker yvoor Dr Barbara M. Bakker

43 Biologie: de bekroning der wetenschap Kudde immuniteit; kans op epidemie hangt af van: zaantal primaire infectiehaarden zkans op overdracht ydus van contact (griep, tram, hotel) zkans op infectie ydus van kudde-immuniteit yzodra meer dan 70 % immuun: geen epidemie

44 Biologie: de bekroning der wetenschap Biologie als probleem oplosser?: Mondiale cycli, bv. koolstof

45 Biologie: de bekroning der wetenschap Werkconferentie Biologie: de bekroning der wetenschap zLeven: meer dan DNAmolecuul zIntegratie: het kippenhok zDynamische moleculen zSlaapziekteverwekker ontploft? zDynamische hartcellen; hart- en vaatziektes en suikerziekte zDe VU-(medische) biologie zBeroepsperspectieven

46 Biologie: de bekroning der wetenschap Hartziektes en energie

47 Biologie: de bekroning der wetenschap Biologie als probleem oplosser?: Systeem ziektes (kanker, veroudering)

48 Biologie: de bekroning der wetenschap Mitochondrial interactions in cardiomyocytes How are these mitochondria organized with respect to each other?

49 Biologie: de bekroning der wetenschap Matrices are not connected Cardiomyocytes loaded with calcein-AM and Co ++ ; bleached at white box; no FRAP occurs: no calcein flows in from neighboring mitochondria (for >12 ‘)

50 Biologie: de bekroning der wetenschap However: they do talk … functionally Red: TMRM (membrane potential) Green : Bodipy (lipid peroxidation)

51 Biologie: de bekroning der wetenschap But how do they talk? ROS wave (DCF staining)

52 Biologie: de bekroning der wetenschap Mitochondria, reactive oxygen species (ROS) and apoptosis???? Mitochondrial permeability transition, cytochrome c release, caspases, apoptosis ?????

53 Biologie: de bekroning der wetenschap Most often: Recovery Preconditioning mechanism??

54 Algemene Microbiologie Science and fun: speculation: Damage quorum sensing

55 Biologie: de bekroning der wetenschap Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal

56 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal

57 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

58 Biologie: de bekroning der wetenschap Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal

59 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

60 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

61 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

62 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

63 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

64 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

65 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

66 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

67 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

68 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

69 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

70 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis?

71 †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

72 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

73 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

74 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

75 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

76 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

77 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

78 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

79 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

80 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

81 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

82 Mitochondrial damage quorum sensing deciding upon apoptosis? †Apoptotic signal †Apoptotic signal †Apoptotic signal

83 Biologie: de bekroning der wetenschap This was: just an unpublished speculation …

84 Algemene Microbiologie Suikerziekte Meer dan de helft van ons allen ….

85 Biologie: de bekroning der wetenschap Endotheelcellen; energiedepletie

86 Biologie: de bekroning der wetenschap zLeven: meer dan DNAmolecuul zIntegratie: het kippenhok zDynamische moleculen zSlaapziekteverwekker ontploft? zDynamische hartcellen; hart- en vaatziektes en suikerziekte zDe VU-(medische) biologie zBeroepsperspectieven Werkconferentie Biologie: de bekroning der wetenschap

87 Biologie: de bekroning der wetenschap VU: Integratieve (Medische) Biologie

88 Biologie: de bekroning der wetenschap Biologie: integratie op meerdere niveaux zMolecuul zCel zOrganisme zEcosysteem

89 Algemene Microbiologie Integratieve Biologie

90 Biologie: de bekroning der wetenschap

91 zLeven: meer dan DNAmolecuul zIntegratie: het kippenhok zDynamische moleculen zSlaapziekteverwekker ontploft? zDynamische hartcellen; hart- en vaatziektes en suikerziekte zDe VU-(medische) biologie zBeroepsperspectieven Werkconferentie Biologie: de bekroning der wetenschap

92 Biologie: de bekroning der wetenschap Werkconferentie Biologie: de bekroning der wetenschap zLeven: meer dan DNAmolecuul zIntegratie: het kippenhok zDynamische moleculen zSlaapziekteverwekker ontploft? zDynamische hartcellen; hart- en vaatziektes en suikerziekte zDe VU-(medische) biologie zBeroepsperspectieven

93 Biologie: de bekroning der wetenschap Biologie, de bekroning der wetenschap We weten alles, maar begrijpen niets Leven is een quantum process Nieuwe wetenschapsprincipes: •Prespecification (DNA) •Gradient: external conditions •Self organization •Adding to pre-existing (membrane) structures Vele wetenschappen ineen Golven, deeltjes Scheiden, binden Rekenen, meten Sociologie der moleculen Bioinformatica (taal)

94 Biologie: de bekroning der wetenschap Biologie: de bekroning zRepertorium zOefententamen zVergeet de symposiumstof niet!