Bioinformatics for genomics purposes

Sinds enkele jaren wordt op het RIVM genomicsonderzoek uitgevoerd. Genomics omvat grootschalig onderzoek naar het erfelijk materiaal (DNA) van organismen. Dit onderzoek levert inzicht op in de manier waarop erfelijke eigenschappen zich vertalen naar het functioneren van een cel, en uiteindelijk een heel organisme. De praktische uitvoering van genomicsexperimenten is recentelijk beschreven in rapport 340200001 "Genomics: Implementatie, toepassing en toekomst", dat in december 2006 is verschenen. Dit rapport gaat in op de bioinformatica die het RIVM heeft opgezet en ontwikkeld. Bioinformatica is de wetenschap die methoden uit de informatica gebruikt om biologische data te kunnen verwerken en analyseren. Deze specifieke kennis is nodig om de grote hoeveelheden data die genomicsexperimenten genereren, te kunnen analyseren. De verschillende stappen in de data-analyse, zoals beeldverwerking, kwaliteitscontrole, normalisatie, statistische analyse, patroonherkenning, verlopen succesvol volgens algemeen geaccepteerde methoden. De bioinformatica voor de verdere biologische interpretatie van de resultaten is wereldwijd nog volop in ontwikkeling. In samenwerking met andere instituten wordt dit onderzoeksgebied gevolgd en worden nieuwe ontwikkelingen toegepast. De komende jaren zullen er via de literatuur meer data van genomicsexperimenten beschikbaar komen. Om die te kunnen vergelijken en te combineren zijn bioinformatica-methoden beschikbaar, die zich de komende jaren verder zullen ontwikkelen. Naast genomicsdata zullen ook steeds meer andere gegevens (bijvoorbeeld eiwit- en metabolietgegevens) beschikbaar komen. Dit biedt mogelijkheden om meerdere soorten data te integreren. Deze aanpak wordt "systems biology" genoemd en is vooral interessant om tot een betere risicoschatting van stoffen te komen. Ook bestaat behoefte aan bioinformatica voor grootschalig eiwitonderzoek (proteomics), dat het RIVM wil gebruiken voor bevolkingsonderzoeken en screeningsprogramma's van micro-organismen.Genomics constitutes large-scale research on hereditary material (DNA) of organisms. The genomics research that has been carried out the last few years at the National Institute for Public Health and the Environment (RIVM) has given us insight into the way hereditary information is translated into the functioning of a cell and eventually a whole organism. Practical realization of genomics experiments has recently been described in report 340200001 "Genomics: Implementation, application, and future".analysis demands specific expertise. The last few years has seen the set-up and further development of the bioinformatics required. The various steps in the data analysis, including image analysis, quality control, normalisation, statistical analysis and pattern recognition, are carried out successfully according to generally accepted methods. The bioinformatics concerned with interpretation of the results is worldwide in full development. This field will be closely followed and new developments applied in cooperation with other institutes. More genomics experimental data will become available via the literature in the coming years. Bioinformatics methods for comparing and combining these data are available and will develop further in the future. In addition, an increasing number of other kinds of data sets (like protein or metabolite data) will become available, thereby creating possibilities for integration of multidisciplinary data. This approach is called systems biology and is especially interesting for a better risk assessment for chemicals. Furthermore, there will be a need for bioinformatics for proteomics, which the RIVM aims to use for population screening programmes and screening applications on microorganisms.RIV

Metabolic profiling of presymptomatic Huntington’s disease sheep reveals novel biomarkers

The pronounced cachexia (unexplained wasting) seen in Huntington’s disease (HD) patients suggests that metabolic dysregulation plays a role in HD pathogenesis, although evidence of metabolic abnormalities in HD patients is inconsistent. We performed metabolic profiling of plasma from presymptomatic HD transgenic and control sheep. Metabolites were quantified in sequential plasma samples taken over a 25 h period using a targeted LC/MS metabolomics approach. Significant changes with respect to genotype were observed in 89/130 identified metabolites, including sphingolipids, biogenic amines, amino acids and urea. Citrulline and arginine increased significantly in HD compared to control sheep. Ten other amino acids decreased in presymptomatic HD sheep, including branched chain amino acids (isoleucine, leucine and valine) that have been identified previously as potential biomarkers of HD. Significant increases in urea, arginine, citrulline, asymmetric and symmetric dimethylarginine, alongside decreases in sphingolipids, indicate that both the urea cycle and nitric oxide pathways are dysregulated at early stages in HD. Logistic prediction modelling identified a set of 8 biomarkers that can identify 80% of the presymptomatic HD sheep as transgenic, with 90% confidence. This level of sensitivity, using minimally invasive methods, offers novel opportunities for monitoring disease progression in HD patients.This work was funded by CHDI Inc. (A.J.M), and supported in part by a UK Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) Grant BB/I019405/1 (D.J.S). D.J.S. is a Royal Society Wolfson Research Merit Award Holder

Genomics: Implementation, application and future

Het RIVM heeft binnen de organisatie genomics opgezet. Genomics houdt zich bezig met grootschalig onderzoek aan DNA en genen. Inmiddels past het RIVM deze technologie toe in een groot aantal projecten, waarbij voornamelijk gebruik wordt gemaakt van transcriptomics. Hiermee wordt de expressie (activiteit) van duizenden genen tegelijkertijd gemeten. De verandering in de genexpressie van cellen of weefsels (bijvoorbeeld na blootstelling aan stoffen of micro-organismen) geeft aan welke biologische routes (in)actief worden. Dit leidt tot een beter begrip over het ontstaan van ziektes of toxicologische effecten. Het geeft mogelijkheden tot preventie, behandeling of interventie. Daarnaast kan het RIVM deze kennis inzetten om beter te adviseren over stoffen en geneesmiddelen. Het RIVM maakt ook gebruik van genoomhybridisaties om te bepalen hoeveel kopieen van een gen in het DNA van een soort aanwezig zijn. Deze techniek wordt toegepast bij de typering van kinkhoeststammen. Voor het grootschalig typeren van de genetische variatie in de bevolking schaft het RIVM geen apparatuur aan. Dit type onderzoek zal het instituut samen met externe partners uitvoeren middels de Illumina-techniek. Met deze technologie kan het RIVM de rol van genetische variatie op het ontstaan en verloop van het metabool syndroom (een combinatie van overgewicht, hoge bloeddruk, hoge cholesterolwaarden en suikerziekte) en bepaalde infectieziekten bestuderen om risicogroepen vast te stellen. Ook kunnen gevoelige groepen geidentificeerd worden ten behoeve van risicobeoordeling van stoffen en geneesmiddelen. Het RIVM verwacht genomics in een steeds groter aantal projecten toe te passen. Daarnaast is het van belang aanvullende technologieen zoals proteomics (het grootschalig bestuderen van eiwitten) RIVM-breed op te zetten. Proteomics zal een grote rol gaan spelen bij bevolkingsonderzoeken en in screenings-programma's van micro-organismen.Genomics - the large scale analysis of hereditary information encoded in the DNA - has been implemented at the National Institute for Public Health and the Environment (RIVM) in the Netherlands. In the near future other large-scale technologies will become important for the RIVM, including proteomics (the large-scale study of proteins), which will play a large role in screening applications on micro-organisms and for population screening programmes. Currently, mainly transcriptomics - the simultaneous measurement of gene expression changes in thousands of genes - is used. By comparing gene expression changes between cells/tissues treated with compounds or micro-organisms, for example, the biological pathways that become active (or inactive) can be determined. This leads to a better understanding of the origins of diseases or toxic effects and therefore to possibilities for prevention, treatment or intervention. This knowledge is also important for legislation on chemical substances and drugs. Additionally, genomic hybridisations were performed to determine the copy number of a gene in a genome. This technique is used for typing whooping cough strains. For large-scale typing of genetic variation it was decided not to invest in equipment, but to cooperate with external partners. This type of measurement applies to the study of the role of genetic variation in the origin and cause of the metabolic syndrome and certain infectious diseases so as to determine risk groups in the Dutch population. This application can also be used to identify risk groups for risk assessment of chemical substances and drugs. Genomics is currently used in an increasing number of projects. It is also important that additional technologies such as proteomics (and later possibly also metabolomics) are set up RIVM-wide.RIV

Applicability of a keratinocyte gene signature to predict skin sensitizing potential

The human keratinocyte cell line HaCaT were exposed in vitro for 4 h to skin irritating compounds, skin sensitizing compounds, or vehicle controls. Gene expression changes were determined by Affymetrix microarray analysis

Genomics: Implementatie, toepassing en toekomst

Het RIVM heeft binnen de organisatie genomics opgezet. Genomics houdt zich bezig met grootschalig onderzoek aan DNA en genen. Inmiddels past het RIVM deze technologie toe in een groot aantal projecten, waarbij voornamelijk gebruik wordt gemaakt van transcriptomics. Hiermee wordt de expressie (activiteit) van duizenden genen tegelijkertijd gemeten. De verandering in de genexpressie van cellen of weefsels (bijvoorbeeld na blootstelling aan stoffen of micro-organismen) geeft aan welke biologische routes (in)actief worden. Dit leidt tot een beter begrip over het ontstaan van ziektes of toxicologische effecten. Het geeft mogelijkheden tot preventie, behandeling of interventie. Daarnaast kan het RIVM deze kennis inzetten om beter te adviseren over stoffen en geneesmiddelen. Het RIVM maakt ook gebruik van genoomhybridisaties om te bepalen hoeveel kopieen van een gen in het DNA van een soort aanwezig zijn. Deze techniek wordt toegepast bij de typering van kinkhoeststammen. Voor het grootschalig typeren van de genetische variatie in de bevolking schaft het RIVM geen apparatuur aan. Dit type onderzoek zal het instituut samen met externe partners uitvoeren middels de Illumina-techniek. Met deze technologie kan het RIVM de rol van genetische variatie op het ontstaan en verloop van het metabool syndroom (een combinatie van overgewicht, hoge bloeddruk, hoge cholesterolwaarden en suikerziekte) en bepaalde infectieziekten bestuderen om risicogroepen vast te stellen. Ook kunnen gevoelige groepen geidentificeerd worden ten behoeve van risicobeoordeling van stoffen en geneesmiddelen. Het RIVM verwacht genomics in een steeds groter aantal projecten toe te passen. Daarnaast is het van belang aanvullende technologieen zoals proteomics (het grootschalig bestuderen van eiwitten) RIVM-breed op te zetten. Proteomics zal een grote rol gaan spelen bij bevolkingsonderzoeken en in screenings-programma's van micro-organismen

Time-Response Evaluation by Transcriptomics of Methylmercury Effects on Neural Differentiation of Murine Embryonic Stem Cells

The researchers analyzed gene expression patterns during neural cell differentiation of pluripotent murine embryonic stem cells. This was done at multiple time points during the differentiation protocol (to describe normal neural cell differentiation over time) and in the presence or absence of the well-known neurotoxicant methylmercury (MeHg) (to characterize effects of neurodevelopmental toxic exposure). For additional information see also the Relationfield with a link to the website 'Array Express - Functional Genomics Data'

Bioinformatica ten behoeve van genomics

Sinds enkele jaren wordt op het RIVM genomicsonderzoek uitgevoerd. Genomics omvat grootschalig onderzoek naar het erfelijk materiaal (DNA) van organismen. Dit onderzoek levert inzicht op in de manier waarop erfelijke eigenschappen zich vertalen naar het functioneren van een cel, en uiteindelijk een heel organisme. De praktische uitvoering van genomicsexperimenten is recentelijk beschreven in rapport 340200001 "Genomics: Implementatie, toepassing en toekomst", dat in december 2006 is verschenen. Dit rapport gaat in op de bioinformatica die het RIVM heeft opgezet en ontwikkeld. Bioinformatica is de wetenschap die methoden uit de informatica gebruikt om biologische data te kunnen verwerken en analyseren. Deze specifieke kennis is nodig om de grote hoeveelheden data die genomicsexperimenten genereren, te kunnen analyseren. De verschillende stappen in de data-analyse, zoals beeldverwerking, kwaliteitscontrole, normalisatie, statistische analyse, patroonherkenning, verlopen succesvol volgens algemeen geaccepteerde methoden. De bioinformatica voor de verdere biologische interpretatie van de resultaten is wereldwijd nog volop in ontwikkeling. In samenwerking met andere instituten wordt dit onderzoeksgebied gevolgd en worden nieuwe ontwikkelingen toegepast. De komende jaren zullen er via de literatuur meer data van genomicsexperimenten beschikbaar komen. Om die te kunnen vergelijken en te combineren zijn bioinformatica-methoden beschikbaar, die zich de komende jaren verder zullen ontwikkelen. Naast genomicsdata zullen ook steeds meer andere gegevens (bijvoorbeeld eiwit- en metabolietgegevens) beschikbaar komen. Dit biedt mogelijkheden om meerdere soorten data te integreren. Deze aanpak wordt "systems biology" genoemd en is vooral interessant om tot een betere risicoschatting van stoffen te komen. Ook bestaat behoefte aan bioinformatica voor grootschalig eiwitonderzoek (proteomics), dat het RIVM wil gebruiken voor bevolkingsonderzoeken en screeningsprogramma's van micro-organismen

Additieven in Nederlandse tabaksproducten : Trendanalyse gegevens 2010-2013

Fabrikanten voegen additieven aan tabaksproducten toe om het product te verbeteren. Additieven worden meestal gebruikt als smaakstof. Daarnaast kunnen ze de conditie van het product verbeteren (zoals de vochtigheidsgraad en de houdbaarheid) en het product een eigen karakter geven. Additieven kunnen echter ook schadelijk zijn voor de gezondheid. Ze maken het tabaksproduct, dat giftig en verslavend is, namelijk aantrekkelijker om te consumeren. Bovendien kunnen verbrandingsproducten van additieven zelf giftig zijn, of verslavend. Tabaksfabrikanten gebruiken in totaal 673 verschillende soorten additieven in tabaksproducten. Uit onderzoek van het RIVM blijkt dat er per productsoort een stijging is te zien in het totaal aantal verschillende additieven; dit geldt vooral voor sigaren en pijptabak. Daarnaast blijkt dat voor sommige sigaren dezelfde additieven worden gebruikt als voor sigaretten, met als doel om van sigaren een aantrekkelijker product te maken. In landen zoals de VS, Duitsland en China nemen deze zogenaamde "little cigars" in populariteit toe. Verder blijkt dat de samenstelling van additieven in sigaretten binnen een merk door de jaren heen niet zoveel verandert. Wel verschilt de samenstelling van additieven tussen grote fabrikanten en kleine fabrikanten. De bevochtiger propyleenglycol bijvoorbeeld wordt door kleine en grote fabrikanten in verschillende hoeveelheden toegevoegd. De meest gebruikte additieven zijn smaakstoffen, zoals vanille en cacao, gevolgd door bevochtigers. Tabaksfabrikanten (en -importeurs) zijn wettelijk verplicht ieder jaar voor elk tabaksproduct alle additieven op te geven, inclusief de hoeveelheden, functies en gezondheidseffecten. Voor zover bekend heeft het RIVM als eerste een trendanalyse van tabaksproducten over de jaren 2010 tot en met 2013 uitgevoerd. Hiervoor is een methode ontwikkeld om de grote hoeveelheid data te kunnen verwerken. Voor dit onderzoek is de samenstelling van additieven tussen productsoorten, zoals sigaar en sigaret, vooralsnog alleen vergeleken tussentabaksproducten die in 2013 op de Nederlandse markt waren. In de toekomst is dat voor meerdere jaren mogelijk.Tobacco product manufacturers use tobacco additives for product improvement. Additives are mostly added as flavors. Other purposes are to optimize the product's conditions, such as humidity, or to distinguish the product from competitors on the market. Additives may also induce adverse health effects, since increased attractiveness may stimulate consumption of the highly toxic and addictive tobacco products. Moreover, upon burning tobacco, some additives are transformed into toxic or even addictive combustion products. A total of 673 different types of additives are used by manufacturers in their tobacco products. Research by RIVM shows an increase in the number of additives used per tobacco product type over the years; in particular, manufacturers have increased the number of additives in cigars and pipe tobacco. Some cigars contain additives similar to those used in cigarettes. Additionally, in most cases, these cigars have cigarette-like characteristics, such as low tobacco weight and filters. Increase in attractiveness may be the reason of little cigars and cigarillo's gaining worldwide popularity. The additive composition of cigarettes does not change much over the years. However, additive composition is different between small and large cigarette manufacturers. The humectant propylene glycol, for example, is added by small and large manufacturers in different amounts. The most commonly used additives are flavors, such as vanilla and cocoa, followed by humectants. The Dutch law requires tobacco manufacturers (and importers) to submit for each tobacco product all additives, including the quantities, functions and health effects, on a yearly basis. This report is the result of a multiannual analysis of data reported in the years 2010-2013 and allows RIVM to show trends in the use of additives in various products and product types, such as cigarettes and cigars.Ministerie van VW

Risks of 3D printing in consumer environments : Techniques, materials and products

alleen digitaal verschenenSteeds meer consumenten hebben thuis een 3D-printer staan. Ook kunnen consumenten producten laten printen bij gespecialiseerde bedrijven. Er worden vooral miniatuurfiguren en onderdelen van (technische) apparaten mee geprint, maar ook producten die in het dagelijks leven worden gebruikt, zoals telefoonhoesjes. Het RIVM heeft in opdracht van de Nederlandse Voedsel en Warenautoriteit (NVWA) onderzocht of er voor consumenten risico's kleven aan het gebruik van 3D-printers en de bijbehorende producten. Dat blijkt het geval te zijn, alleen is de omvang van het risico op basis van de beschikbare gegevens niet precies te duiden. Het risico is sterk afhankelijk van de mate waarin consumenten aan het materiaal of aan vrijgekomen stoffen worden blootgesteld. Bij 3D-printen worden meestal plastic draden omgesmolten en in laagjes tot het gewenste product gevormd. Technische risico's, bijvoorbeeld dat consumenten zich aan het warme apparaat of plastic branden, zijn door verantwoord gebruik gemakkelijk te beperken. Daarnaast ontstaan tijdens het printen dampen en kleine deeltjes die de gebruiker in kan ademen. Goed ventileren is belangrijk om dat te beperken. Verder kunnen consumenten aan chemische stoffen worden blootgesteld bij het gebruik van de geprinte producten. Dit kan via contact met de huid, zoals bij sieraden, en mond, bijvoorbeeld bij kinderspeelgoed of drinkbekers.A growing number of consumers have a 3D printer at home, or engage the services of specialized companies to print products. Frequently printed products include miniature figurines and components of technical and other equipment, as well as products used in daily life, such as phone cases. The Dutch National Institute for Public Health and the Environment (RIVM) was commissioned by the Dutch Food and Consumer Product Safety Authority (NVWA) to investigate whether the use of 3D printers and the associated products poses any risks to consumers. RIVM concluded that this is indeed the case, but that the severity of the risks involved cannot be accurately determined based on the available information. The risks depend to a large extent on consumers' exposure to specific materials or substances released during the printing process. Three-dimensional printing - also known as additive manufacturing - usually involves melting plastic wires and forming successive layers of material to create the required product. Technical risks (e.g. consumers suffering a burn from touching the hot printer or the hot plastic) can be easily mitigated through safe and responsible use. The printing process also produces fumes and small particles that can be inhaled by consumers. Adequate ventilation is important in order to reduce this risk. In addition, consumers may be exposed to chemical substances when using the printed products. Such exposure may occur through contact with the skin (e.g. in the case of jewellery) or mouth (e.g. children's toys and drinking cups).NVW