Goudbolletjes sporen DNA-sequentie op en vormen agglomeraat

Het detecteren van specifieke stukjes DNA of RNA is van het allergrootste belang bij bijvoorbeeld het aantonen van genetische afwijkingen.

Hiervoor worden tot nu toe bijna uitsluitend radioactief gelabelde stukjes zogenaamde probe-DNA gebruikt. Deze zijn complementair met het eventueel aanwezige stukje DNA in de cel dat weer kenmerkend is voor een bepaalde aandoening. Radioactief materiaal vraagt echter om speciaal geschoolde onderzoekers. Verder verliest het zijn activiteit na een zekere periode en zorgt bovendien voor een groot afvalprobleem. Daarom wordt al jaren geprobeerd met fluorescerende labels hetzelfde te bereiken. Maar die zijn veelal minder gevoelig of hebben weer andere nadelen. Chemici van Northwestern University lijken een werkbaar alternatief te hebben ontdekt: dertien nanometer grote goudbolletjes waar het probe-DNA aan vast is gemaakt (Science, 22 augustus 1997). Die worden echter op een heel slimme manier gebruikt om één bepaalde DNA-sequentie (het target) aan te tonen.

In de eerste plaats wordt een deel van de goudbolletjes voorzien van een stukje DNA dat complementair is met de ene helft van de op te sporen DNA-code. Aan het andere deel van de bolletjes zit DNA dat complementair is met de andere helft van de code. Bovendien wordt er voor gezorgd dat er zich aan het oppervlak van elk bolletje een heleboel probes tegelijk vasthechten. Als het gezochte stukje DNA dan aanwezig is, ontstaat er een drie-dimensionaal agglomeraat van DNA en goudbolletjes. Hierin worden deze laatste zo dicht bij elkaar gebracht dat hun optische eigenschappen veranderen: waar ze normaal gesproken in oplossing rood gekleurd zijn, worden ze in de nieuw gevormde clusters blauw. De kleuring wordt nog eens versterkt wanneer het mengsel op een vaste ondergrond wordt aangebracht. Omdat de kleuring bovendien sterk gevoelig voor de temperatuur bleek te zijn - bij 58,0°C breken de agglomeraten op - kunnen 'valse' metingen, bijvoorbeeld van een sequentie die slechts op één plaats van het gezochte target verschilt, door verwarming worden ontdekt. Omdat ze niet perfect passen, breken ze al bij een lagere temperatuur op. Tenslotte is de methode behoorlijk gevoelig, en kon zelfs al tien femtomol DNA worden aangetoond, dat wil zeggen, niet meer dan een paar miljard moleculen. Wellicht betekenen deze resultaten dat eindelijk een goedkope en - wat veel belangrijker is - onder alle omstandigheden toepasbare methode is ontwikkeld.