Lezen en schrijven, rekenen, taal aardrijkskunde en geschiedenis

Lezen en schrijven, rekenen, taal aardrijkskunde en geschiedenis

Lezen en schrijven, rekenen, taal aardrijkskunde en geschiedenis 1974 ‐ 1986 Eiwitten ‐ de verborgen  boodschap  Leren lezen  1987 ‐ 2002 DNA ‐ zegt het voort Nog meer leesvoer 2011 ‐ 2016 DNA van koeien en schapen:  De tweedeling van Europa Romeinse handel Rekenwerk, landkaarten en jaartallen

Eiwitten De verborgen boodschap 1974: erfelijke code gekraakt DNA           ‐ ‐ AAG GAA ACT GCA ‐ ‐

eiwit                 Lys‐Glu‐Thr‐Ala ‐ ‐ ribonuclease

 DNA nog weinig mededeelzaam  Aminozuurvolgorde van eiwitten wel te achterhalen

Het lezen van een aminozuurvolgorde 1974: elk aminozuur een aparte proef

X

hydrofoob aminozuur

Eiwitten De verborgen boodschap

opvouwing • Eiwitten hebben een 3D structuur « kristallografie.  Deze laat zien hoe een eiwit werkt • Eiwit codeert voor zijn eigen opvouwing, maar hoe? Het ‘folding problem’ • Eerste stap: voorspelling van locale structuren, α‐helix, β‐plaat 

Eiwitten De verborgen boodschap α‐helix

In keratine, het eiwit in wol

β‐plaat

In fibroine, het eiwit in zijde β‐plaat

α‐helix

Eiwitten De verborgen boodschap 1977

 Code voor α‐helices in patroon van hydrofobe aminozuren  Voorspelling niet goed genoeg: 50% De nieuwe kleren van de keizer Folding problem nooit opgelost, maar vergeten

Eiwitten De verborgen boodschap 1982

 Code voor α‐helices in patroon van hydrofobe aminozuren  Vooral in lange α‐helices van keratine en verwante eiwitten van intermediaire filamenten, zoals vimentine

Eiwitten De verborgen boodschap 1986 Coronavirussen (b.v. SARS, MERS): aminozuurvolgorde van spike eiwitten Vgl. griepvirus  3D structuur: Steeltje  bestaat uit α‐helices

α‐Helices in coronavirussen?

Spike eiwit

Hemaglutinine

Eiwitten De verborgen boodschap α‐Helices in coronavirussen?  3.6 aminozuren per omwenteling  Aminozuurvolgorde in rijtjes van 4 en 3  Q N A N K Q T K T H N S N A L A 5 L L A A A G A V A Q A D E V R 2 T Q F I V T V V Q L L I I L D L 6 N A I F I L L V L L I I L D L 3 D Q N T N S A Q G T F I L A T N 7 K N G G H A A N S Q S Y S R T 4 V I Q Q D Q K D Q V Q S D Q G A 1

Eiwitten De verborgen boodschap α‐Helices in coronavirussen?  3.6 aminozuren per omwenteling  Aminozuurvolgorde in rijtjes van 4 en 3  Q N A N K Q T K T H N S N A L A 5 L L A A A G A V A Q A D E V R 2 T Q F I V T V V Q L N S R D I L 6 N A I F I L L V L L I I L D L 3 D Q N T N S A Q G T F I L A T N 7 K N G G H A A N S Q S Y S R T 4 V I Q Q D Q K D Q V Q S D Q G A 1

12 nm J. Mol. Biol. (1987) 196, 963-966

R.J. de Groot, W. Luytjes, M.C. Horzinek, B.A.M. van der Zeijst, W.J.M. Spaan & J.A. Lenstra

Eiwitten De verborgen boodschap Virology (2004) 335, 276-285

→ nieuwe antivirale middelen Cell (1999) 99, 103-115

Proc. Natl. Acad. Sci. USA (2004) 101, 8455-8460

DNA Zegt het voort 1974

Conformation proteins metabolic Biosynthesis genetic information

DNA Zegt het voort 1980

DNA

cloning

DNA Zegt het voort 1987

DNA DNA DNA genome genome

DNA Zegt het voort 1987 Workshop Molecular  Biology and Recombinant‐ DNA Technology

DNA Zegt het voort  Since 1980 PC: een computer voor iedereen  Since 1988 PCR: DNA voor iedereen  Polymerase kettingreactie: output = input → exponentiële amplificatie  Gemakkelijk, snel goedkoop, gevoelig veilig  DNA voor routine testen 

DNA Zegt het voort 1987‐2002 Workshop Molecular Biology and Recombinant‐DNA Technology: met PCR  2001 Eerste humane genoom • 3 × 109 bp • 23.000 genen: 1,5% • grotendeels een verborgen  boodschap

DNA Zegt het voort

If it’s green and wiggles, it’s biology If it stinks, it’s chemistry If it doesn’t work, it’s physics

DNA van Europese koeien  De tweedeling van Europa Sinds 1990 DNA van huisdieren  Moleculaire evolutie: Jaap Bunter, Ies Nijman, Edward Verkaar  Genetische diversiteit: vergelijking van rassen, conservering, historische reconstructies 

 Internationale samenwerking, EU projecten

DNA van Europese koeien  De tweedeling van Europa Nordic Baltic Red British Nordic Ayrshire Lowland Pied North-West Intermediate French-Pyrenean Central-Western

SFR FJA

Central Spotted Austrian Blond German Yellow West-Alpine

Central-Eastern Central Brown Spanish Brown

Central Grey Iberian Cantabrian Morenas Andalusian

Podolian Busha Unclassified

SRP SRW SBW RIN

BOR

IST

POD

CIN MOD

 Microsatellite DNA  markers: 21 groepen  Komt vaak overeen met   types vee

DNA van Europese koeien  De tweedeling van Europa Nordic Baltic-Highland Red British Nordic Ayrshire Lowland Pied North-West Intermediate French-Pyrenean Central West

SFR FJA

Central Spotted German Yellow Western Alpine

Central Intermediate Central Brown Iberian Cantabrian Morenas Andalusian

Podolian Buša

SRP SRW SBW RIN

Y1-98-158 BOR

Y2-102-158 IST

POD

MOD

 3 hoofdgroepen: Noord / Centraal / Mediterraan  Contrast Noord ↔ Central + Mediterranean  Komt overeen met  mannelijk Y‐chromosoom Y1‐98‐158 vs Y2‐102‐158: stier Noord vs stier Zuid  ~ 0 BC: Germanen en  Helveten molken hun vee  Melkvee 2 x uitgevonden: belangrijk voor Genomic selection

DNA van Europese koeien  De tweedeling van Europa Nordic Baltic-Highland Red British Nordic Ayrshire Lowland Pied North-West Intermediate French-Pyrenean Central West

SFR FJA

Central Spotted German Yellow Western Alpine

Central Intermediate Central Brown Iberian Cantabrian Morenas Andalusian

SRP SRW

Podolian Buša

 Gedurende 1000en jaren  een onzichtbare rundergrens  Landschap belangrijk?  Traditioneel cultuurcontrast

SBW RIN

Langue d’Oïl Langue d’Oc

Niederdeutsch Hochdeutsch

Germaans protestant    

BOR

IST

POD

MOD

katholiek Romaans 

DNA van Europese koeien  De tweedeling van Europa Runderen                        Schapen                                   Geiten

Ook bij andere herkauwers noordelijke en zuidelijke Y‐chromosomen

DNA van schapen Romeinse handel International Sheep Genomic Consortium

 Schapen leveren keratine

 50.000 variabele posities (SNPs)

DNA van schapen Romeinse handel

 Differentiatie vergelijkbaar  met die van het rund  Ook per continent

DNA van schapen Romeinse handel  Netwerk laat zien  hoe rassen verwant zijn  Lange takken: inteelt

DNA van schapen Romeinse handel  Centrale as: migratie van ZW Azië → Europa  Oorsprong « tak van  wilde voorouder, de  Aziatische mouflon

Slide 28 jal1

Lenstra, J.A. (Hans); 19-11-2015

DNA van schapen Romeinse handel  Schapen gedomesticeerd in ZW Azië   Zuid‐Italiaanse en Griekse schapen het meest verwant aan de wilde voorouder   Economie in de middeleeuwen en in de Romeinse tijd voor een groot deel gebaseerd op wol  Veel vastgelegd over Romeinse schapenteelt

DNA van schapen Romeinse handel  Schapen gedomesticeerd in ZW Azië   Zuid‐Italiaanse en Griekse schapen het meest verwant aan de wilde voorouder   Plinius de Oudere (25‐79), Naturalis Historia 8, 190 Lana autem laudatissima Apula et quae in Italia Graeci pecoris appellatur, alibi Italica - - - Apulae breves villo nec nisi paenulis celebres; circa Tarentum Canusiumque summam nobilitatem habent. [The most praised wool is that of Apulia, which in Italy is named  the Greek sheep wool, but in other countries Italian ‐ ‐ ‐ The wool of Apulia is of a  short staple, and specially in request for cloaks and mantles, and nothing else. About  Tarentum and Canusium, the richest of this kind are found.]

 Levendige handel in Tarentijnse rammen

DNA van schapen Romeinse handel

jal2

 Hypothese:  vraag naar fijne wol → Zuid‐Italiaanse rammen verspreidden zich over Romeinse rijk en worden de voorouders van de meeste Europese en West‐Aziatische schapen  Meer rassen typeren; uiteindelijk met complete  genoomvolgordes demografische scenario’s toetsen

Slide 31 jal2

Lenstra, J.A. (Hans); 19-11-2015

DNA van schapen Romeinse handel  Successive expansions of  profitable types of sheep 1. 8.000‐10.000 BCE Primitive hair sheep 2. Roman period: Tarentine wool sheep 3. From early Middle Ages:  English wool sheep 4. From late Middle Ages:  Spanish Merino wool sheep

Lezen en schrijven, rekenen, taal aardrijkskunde en geschiedenis