In Californië is een chip ontwikkeld die dankzij CRISPR-Cas binnen een kwartier een specifieke genetische afwijking opspoort in een bloedmonster, zonder dat je dat eerst naar een lab hoeft te sturen. Zo kan een arts bijvoorbeeld snel checken of het voorschrijven van bepaalde medicijnen wel zin heeft, claimen Kiana Aran en collega’s in Nature Biomedical Engineering.

Hun CRISPR-Chip is gebaseerd op een CRISPR-Cas9 genenknipsetje dat selectief de gezochte DNA-sequentie bindt; de knipfunctie is voor deze toepassing niet nodig en kan dus vervallen. Het Cas9-gedeelte leg je vast op een velletje grafeen, met 1-pyreenboterzuur (dat een heel klein stukje grafeen in de structuur heeft zitten!) als flexibele organische linker. Dat grafeen hang je tussen de source- en de drain-elektrode van een veldeffecttransistor (FET).

Om de FET te ‛programmeren’ voeg je achteraf een CRISPR-gedeelte naar keuze toe, dus een stuk RNA dat past op de gezochte DNA-sequentie en Cas9 daaraan koppelt.

De elektrische eigenschappen van grafeen zijn uiterst gevoelig voor de aanwezigheid van geladen moleculen in de buurt. Dus als Cas9 het doelwit ‛vangt’ en permanent bindt zie je dat meteen aan de stroom die door de transistor wordt doorgelaten. In de praktijk moet je ongeveer een kwartier geduld hebben eer je harde conclusies kunt trekken.

Het grote voordeel daarbij is dat zo’n grafeen-FET gevoelig genoeg is om genoeg te hebben aan de hoeveelheid DNA die van nature in een bloeddruppel of een monster van het wangslijm zit. Je moet dat monster nog wel opzuiveren maar het aantal kopieën verveelvoudigen via PCR, de lastigste en meest tijdrovende klus tijdens een standaard-DNA-analyse, is niet meer nodig.

Een filmpje zet een en ander kracht bij:

Checken of medicijnen zullen aanslaan is slechts een van de mogelijke toepassingen. Controleren of gentherapie aanslaat, zou ook kunnen. En je zou er pasgeborenen mee kunnen screenen op erfelijke aandoeningen waarvan de eerste symptomen jaren later pas de kop opsteken. Om het te demonstreren zijn CRISPR-Chips gemaakt die reageren op twee van de vele mutaties die de ziekte van Duchenne kunnen veroorzaken. Om alle mogelijkheden af te dekken zul je veel meer verschillende chips moeten maken. Maar dan ben je nog steeds veel sneller klaar dan wanneer je het complete dystrofine-gen moet isoleren, vermenigvuldigen en sequencen.

bron: Berkeley