Je leest:

Nano scanner herkent binaire DNA code

Nano scanner herkent binaire DNA code

Auteur: | 24 mei 2010

DNA aflezen door het door een nanoporie te trekken: het is eindelijk gelukt. Wel via een omweg, namelijk door de DNA volgorde eerst naar een binair systeem te vertalen.

In wetenschappelijke tijdschriften als Nano Letters steekt het idee elke paar maanden weer de kop op. Goedkoop DNA sequensen door de basen één voor één af te lezen terwijl je ze door een nanoporie trekt. Het strengetje door het gaatje trekken lukt vaak nog wel maar dan verschil zien tussen de (best op veel elkaar lijkende) DNA-basen bleek nog moeilijk. Als het al lukte moest het in vacuüm of werkt alleen de theorie. Door niet het DNA zelf te willen bekijken, maar een binaire afdruk ervan, lukte het Amit Meller van de Boston University in Amerika toch.

De nano scanner meet geen dubbelstrengs DNA helix zoals op dit plaatje, maar slechts één van deze strengen.
Wikimedia Commons, vrijgegeven in het publieke domein

Vertalen

De binaire afdruk maakten de onderzoekers via een ingewikkelde truc. Ze namen eerst het ´te sequensen´ stukje DNA (de template). Daarna deden ze er een mix van nieuwe stukjes DNA bij, de probes. Voor elke DNA base (A, T, G of C) was er een eigen probe. Die bestond uit een stukje dubbelstrengs ‘binair coderend DNA’, verschillend voor elke base, en een ‘aangrijpingspunt’ dat waterstofbruggen aangaat met de betreffende base in het template. Maar alleen als die base aan het uiteinde aan de ‘voorkant’ van het template zit. Zodra een probe aan het template vast zit, komen er enzymen in actie. Die lijmen eerst het andere uiteindje van het template aan het overgebleven uiteinde van de probe. Dan heb je dus een rond stukje DNA. Vervolgens knipt een ander enzym het rondje weer zó open, dat de base die nu ‘herkend’ is, aan het andere uiteinde van de template streng terechtkomt. Met zijn herkennende probe ertussen. Als je dit een paar keer doet, dan eindig je met een veel langere streng DNA. Om en om codeert die dan voor een base en zijn bijbehorende probe.

Omzetten

Die lange streng bestaat uit enkelstrengs DNA. Daarvan is een groot deel bekend: de probes. Maar je weet dan nog niet welke probe waar zit. Daar is ook weer iets op gevonden. Elke probe bestaat uit twee stukjes code die corresponderen met een kleurtje. De probe voor base A bestaat bijvoorbeeld uit geel-rood, de probe voor base G uit geel-geel, enzovoort. Dit is de binaire code voor het DNA. Voor die stukjes geel en rood bestaan weer losse DNA stukjes die daarop passen, half zo lang als de probes. En op de koop toe zit er aan de achterkant van die kleur-stukjes weer een chemisch molecuul dat die kleur afgeeft als je er licht op schijnt.

1000 dollar genoom

Al een paar jaar is de nieuwe heilige graal van het DNA sequences het 1000 dollar genoom. Dat wil zeggen, dat een menselijk genoom voor 1000 dollar helemaal gesequensed zou kunnen worden. Dat is nu nog zo’n 100.000 dollar per stuk. Vooral als het de ontdekkers van het binaire DNA code principe lukt om dit parallel op een chip te integreren maken ze kans de strijd te winnen, denken ze zelf.

Zodra deze stukjes bij de lange streng komen, binden ze aan hun bijbehorende probe-helft. Voilá, een binair coderende DNA streng!

Aflezen

Nog altijd hebben we geen idee wat de basenvolgorde van de streng is, maar daar komen we nu snel achter. De streng wordt door een nanoporie van 5 nanometer getrokken. Die is precies groot genoeg voor maar één DNA streng. De binaire code stukjes worden eraf geschraapt zodra de streng door het gaatje gaat. Dan geven ze – netjes één voor één – hun kleurtje af aan een optische scanner.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 24 mei 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.