Onderzoekers hebben een elektronische sensor ontwikkeld die gebruik maakt van CRISPR-technologie. Hiermee is het sneller en makkelijker om DNA sequenties van bijvoorbeeld ziekteverwekkers in patiënten te vinden. Interessant is dat deze biologische detectie methode gebruik maakt van een grafeen chip.
Het bepalen van aanwezigheid van een bepaalde ziekteverwekker, of juist van een mutatie in het DNA, vindt plaats op basis van kennis over specifieke stukjes DNA van de ziekteverwekker of mutatie. Dergelijk diagnostisch onderzoek op basis van die specifieke stukjes DNA is een standaard handeling in laboratoria over de hele wereld. De methode hierbij is gebaseerd op het selecteren van het stukje DNA van interesse en het daarna te vermenigvuldigen om het meetbaar te kunnen maken. Nadeel is echter dat bij deze methode de vermenigvuldigingsstap bewerkelijk en tijdrovend is, en dat het lastig te bepalen is hoeveel van het specifieke stukje DNA oorspronkelijk in de cel aanwezig was.
Onderzoekers van het Keck Graduate Institute in California hebben een methode ontwikkeld die deze nadelen omzeilt. Zij gebruiken hiervoor de CRISPR-technologie. CRISPR zorgt voor een heel specifieke binding tussen de detectie sequentie (het zgn. gids RNA) aan het stukje DNA van interesse. Het bijbehorende Cas-eiwit dat bekend is van het knippen van DNA is echter onwerkzaam gemaakt waardoor er alleen binding van het gids RNA aan het DNA plaats vindt en geen knip. Op deze manier werkt de CRISPR technologie als een detectie systeem.
De onderzoekers gebruiken gids RNA, dat geselecteerd is op basis van zijn binding aan een specifiek stukje DNA. Bijvoorbeeld een stukje DNA van een virus, of aan menselijk DNA dat geassocieerd is met een bekende ziekte. Het Cas-eiwit is vervolgens vast gezet op een chip gemaakt van grafeen (koolstof) die in staat is om elektrische signalen te versterken en door te geven. Wanneer DNA van een patiënt op deze chip wordt gedruppeld, dan bindt het DNA alleen aan CRISPR wanneer het de juiste DNA code bezit. Het binden van dit DNA zorgt vervolgens voor een verandering in de elektrische lading van de chip waardoor er een signaal is af te lezen. Op deze manier zie je na het aanbrengen van een druppel DNA al binnen 15 minuten resultaat.
Reflectie
Dit artikel benoemt een nieuwe toepassing van de CRISPR technologie. Een nieuwe toepassing in een rijtje van vele verschillende toepassingsmogelijkheden waarmee opnieuw duidelijk wordt hoe groot en belangrijk de ontdekking van CRISPR-technologie is.
Het potentiële gemak en de snelheid van deze nieuwe test kan grote voordelen bieden voor de diagnostiek. Bij de huidige methoden van detectie zijn immers meerdere handelingen nodig waarvoor bovendien expert kennis voor is vereist. Bij deze nieuwe methode kan een chip met een RNA gids sequentie naar keuze worden besteld die de gebruiker in staat stelt om de diagnostiek uit te voeren met een druppel DNA met het snel uitlezen van resultaat. Kanttekening hierbij is dat deze detectie methode nog wel getest moet worden op robuustheid en betrouwbaarheid.