DNA aflezen vergemakkelijkt nu al ons leven.
Dat schrijft Jonathan Rothberg, grondlegger van DNA-analysebedrijf Ion Torrent, in het tijdschrift Nature. De onderzoeker maakte enkele jaren geleden een goedkoop apparaat dat supersnel DNA afleest. Het apparaat is zo ontzettend goedkoop omdat het is gebaseerd op de standaard computerchip is. De CMOS-chip, om precies te zijn. Vanwege de lage prijs verwacht Rothberg dat zijn uitvinding het aflezen van DNA toegankelijker dan ooit zal maken.
De prijs van een enkele set afleeschips inclusief bediening is inderdaad laag: zo’n 35 duizend euro. Dat is bijna tien keer goedkoper dan de meeste andere DNA-afleesapparaten. Maar werkt de chip wel even goed als de zwaargewichten?
Moore is inmiddels 82 jaar oud en houdt zich niet meer bezig met nieuwe computerchips. Hij houdt wel van vissen. Afbeelding: © Wikimedia Commons
Om dat te bewijzen moest Rothberg iemands DNA aflezen met zowel zijn nieuwe DNA-chip als de oudere apparaten en de resultaten vergelijken. De proefpersoon die hij hiervoor aan de haak sloeg, was niemand minder dan Gordon Moore. Dat is een symbolieke reclamestunt: Gordon Moore is namelijk een van de oprichters van computerbedrijf Intel. Uit Moore’s keel rolde het idee dat de snelheid van een computerchip elke achttien maanden zal verdubbelen, een voorspelling die tot voor kort elk jaar bleek te kloppen. Kortom, Moore is zo’n beetje de vader van de moderne computerchip, exact de techniek die nu de basis vormt van Rothbergs DNA-chip.
Moore veegde een paar keer met een houten spateltje langs zijn wangslijmvlies, en gaf Rothberg en zijn collega’s een paar monsters van zijn DNA. Vervolgens liet de biotechnoloog het DNA niet alleen door zijn nieuwe microchips analyseren, maar ook door machines waarvan iedereen al heeft geaccepteerd dat ze goed werken.
Op de resultaten, die vandaag in dus Nature staan, mag Rothberg trots wezen. Zijn microchips deden het gewoon even goed als de oude dure apparaten. Sterker nog, de machines waren het vooral heel erg met elkaar eens: van het resultaat uit de chip kwam zo’n 99,9 procent overeen met die van de oudere machines.
Zo ziet de chip van Rothberg eruit. Afbeelding: © Nature
Overigens werkt Rothbergs chip op een relatief simpele manier. In feite is de chip een soort van alfabetische encyclopedie met alle mogelijke DNA-codes die je kunt tegenkomen. Leg daarnaast iemands volledige DNA, oftewel genoom, dan vergelijkt de chip razendsnel welke delen van dat genoom overeenkomen met die in de encyclopedie.
Rothbergs chip is binnen 2 uur klaar. Dat gaat zo snel omdat het oppervlak is ingedeeld in ruim een miljoen putjes, die elk een reeks in de ‘encyclopedie’ voorstelt. Al gauw weet de chip welk deel van iemands DNA overeenkomt met alle reeksen die erop zitten. Wanneer je meer dan een miljoen reeksen DNA moet vergelijken, gebruik je gewoon meerdere chips met elk zijn eigen miljoen reeksen.
In die 2 uur, schrijft Rothberg, controleert de chip zo’n 25 miljoen DNA-letters, oftewel basenparen van iemands DNA. Omdat het menselijk genoom uit maar liefst 3 miljard baseparen bestaat, zou het aflezen van al het DNA van één mens dan uitgerekend 240 uur duren. Die snelheid an sich breekt geen records, maar omdat de chip zo goedkoop is kun je er volgens Rothberg meerdere tegelijk inzetten. En in dat geval valt de gehele DNA-volgorde van een mens makkelijk binnen één dag af te lezen. En dat is, gezien de prijs, wél een record.
Zie ook
- Goedkoop genoom (Dossier van Kennislink)
"
