Simulaties suggereren dat goedkope sequencing kán

Het moet mogelijk zijn om de basenpaarvolgorde van DNA te bepalen door het molecuul heen en weer te trekken door een nanoporie in een halfgeleiderchip. Dat stellen onderzoekers van de University of Illinois at Urbana-Champaign in een artikel dat door Nano Letters online is gezet. Ze hebben het overigens niet uitgeprobeerd, maar baseren zich op computersimulaties.

Het door nanoporiën trekken van afzonderlijke DNA-moleculen, zonder ze eerst chemisch te hoeven voorbewerken, wordt door veel onderzoekers beschouwd als de beste strategie om een genoom echt goedkoop te sequencen. Je moet dan denken aan duizend dollar per genoom, wat ongeveer het bedrag schijnt te zijn dat Amerikaanse ziektekostenverzekeraars over hebben voor ‘personalized medicine’.

Alleen ontbrak het nog aan goede ideeën om te zien welke base de porie passeert.

In Illinois willen ze nu werken met een sandwich van twee zwaar gedoopte, geleidende plakjes silicium met een isolerende laag siliciumdioxide ertussen. Deze combinatie werkt als een condensator. Je maakt er een zandlopervormige porie in met een kleinste diameter van één nanometer, en daar trek je een enkele DNA-streng doorheen.

Vervolgens laat je het DNA heen en weer gaan door extern een elektrisch veld aan te leggen dat telkens van richting wisselt. De lading van het molecuul wekt een elektrostatische potentiaal op in de geleidende siliciumlagen. En die potentiaal is voor elk nucleotide anders. Ten eerste verschillen de dipoolmomenten van de basen, ten tweede klappen die basen telkens om bij het heen en weer gaan door de nauwe porie, zodat het dipoolmoment varieert. De grootte van die zogeheten hysterese is zo mogelijk nog specifieker voor elke base.

Als je het systeem nauwkeurig genoeg afstelt moet je de basen zo van elkaar kunnen onderscheiden door de potentialen te meten, zo luidt de conclusie.

Volgens de onderzoekers moet het in de praktijk gewoon te doen zijn: zulke poriën zijn al eens gemaakt, en signalen van vergelijkbare sterkte zijn al eens geregistreerd.

bron: University of Illinois