Volgende generatie sequencer trekt DNA door nanogaatje en meet basen

Boor een nanogaatje in een chip, bouw die chip in een wand van een klein vaatje, stop daarin een oplossing met lange DNA-moleculen, leg er een elektrisch veld over aan en de elektrisch geladen DNA-moleculen zullen één voor één door het nanogaatje de weg naar buiten vinden. Als DNA door het gaatje schuift, is iedere achtereenvolgende base in het molecuul afleesbaar.

Ziedaar het werkingsprincipe van de volgende generatie sequencers, machines die de volgorde van DNA bepalen. Het voordeel is dat er veel minder chemische reacties nodig zijn in de sequence-machine. En de DNA-moleculen die worden afgelezen kunnen ook veel langer zijn dan nu. De grote tekening links op deze pagina’s laat het idee zien bij een nanogat in een vel grafeen, in plaats van in een chip.

Dat deze techniek mogelijk is, spookt al jaren door de hoofden van nanotechnologen. Enkel- of dubbelstrengs-DNA door nanogaatjes trekken lukt al. En met berekeningen is aangetoond dat twee elektroden in principe ook kunnen meten welke van de vier in DNA ingebouwde basen achtereenvolgens het gat passeren.

Onderzoekers van het Imperial College in Londen hebben nu nanogat en elektroden op een chip gecombineerd (Nano Letters, 26 november). Basen detecteren ze nog niet, maar ze vangen wel signaal op als een DNA-molecuul passeert. Eerder dit jaar (Nano Letters, 8 februari) lieten onderzoekers van de Arizona State University zien hoe bepaalde aan de elektroden gehechte moleculen kortstondig een zwakke binding aangaan met de DNA-basen, waardoor de identificatie zekerder wordt. De verwachting is dat de prijs van een genoombepaling ver onder de duizend dollar daalt als sequencers met deze technologie te koop zijn. Wim Köhler