Om mogelijke toekomstige biowapens op basis van CRISPR-Cas gene drives in een vroeg stadium te ontdekken, ontworpen Martijn van Galen, Carina Nieuwenweg en Angelina Horsting een handzame detectiekit voor Cas9 DNA. Hiermee behaalden ze een eerste plaats binnen de Topsector Chemie Studentencompetitie, tijdens chemie-evenement CHAINS 2017.

De bekendste mogelijke toepassing van gene drives is het voorkomen van de verspreiding van malaria door muggen. Dan zou je muggen met een zelfvermenigvuldigende mutatie moeten uitzetten in het wild. Naast de onbekende ecologische gevolgen is er nu ook een angst voor ontwikkeling van biowapens op basis van gene drives. Zo zou je kunnen zorgen dat ziektes juist verspreid worden of dat DNA van een populatie wordt aangepast.

DARPA, het onderzoeksinstituut van het Amerikaanse ministerie van defensie, gaat 100 miljoen dollar investeren in onderzoek naar gene drives. Tegelijkertijd debatteert de UN convention on Biological Diversiy (CBD) over een ban op onderzoek naar gene drives.

Omdat een mutatie zich met gene drives snel binnen een populatie kan vermenigvuldigen is het belangrijk eventuele gene drives snel te ontdekken. Om dit te bereiken ontworpen de studenten vier verschillende primercombinaties die de sequentie van Cas9 kunnen detecteren. Zo zorgen ze dat alleen DNA dat de sequentie van Cas9 bevat wordt vermenigvuldigd door een LAMP (Loop-mediated Isothermal Amplification) reactie. Om samples hiervoor op de goede temperatuur (65°C) te houden ontwikkelden ze een klein kistje, het ‘CRISPR Clear device’ dat werkt op batterijen. Na 40 minuten kun je zien of Cas9 aanwezig was door een fenylrood pH indicator. Bij een gele kleur heb je te maken met Cas9, en dus waarschijnlijk een gene drive.

Om de werking te testen hoefden ze zelf geen gebruik te maken van de gene drives. Onderzoek hiernaar is in Nederland verboden. Ze gebruikten E. coli met een Cas9 vector.