Voor het eerst is het daadwerkelijk mogelijk om grote stukken DNA te sequensen terwijl je ze door een nanoporie trekt. En de technologie gaat nog dit jaar commercieel, belooft het bedrijf Oxford Nanopore.

De spin-off van Oxford University presenteerde vrijdag de eerste resultaten tijdens het Advances in Genome Biology and Technology-congres in Florida. Het betrof het DNA van een bacteriofaag: 5.400 basen die in één ruk door zo’n porie werden getrokken en werden afgelezen. Voor vrijwel iedereen kwam het als een volkomen verrassing; tot nu toe heeft Oxford Nanopore zichzelf zorgvuldig buiten de publiciteit gehouden.

Het idee om nanoporiën als DNA-sequencers te gebruiken ontstond ergens in de jaren 90. Sindsdien hebben verschillende onderzoeksgroepen er aan gewerkt. De kunst is ten eerste om de poriën precies de goede vorm en diameter mee te geven zodat er exact één DNA-streng tegelijk doorheen kan. Vervolgens moet je die streng er gelijkmatig doorheen kunnen trekken, en tot slot moet je nog kunnen aflezen welke basen er passeren.

In grote lijnen is duidelijk hoe Oxford Nanopore dit heeft opgelost. Het GridION-platform (want zo heet het) gebruikt als poriën eiwitten, die vastzitten in een polymeermembraan. De trekkracht wordt geleverd door een niet nader genoemd enzym en de basen worden uit elkaar gehouden aan de hand van verschillen in geleidbaarheid.

Het ‘natte’ deel van het systeem wordt geleverd in de vorm van een wegwerpcartridge met een 96 wells sequencing-array, de chip die de geleidbaarheden meet, en alle vloeistoffen die voor het experiment nodig zijn. De cartridge wordt ‘droog’ bewaard; de vloeistoffen komen pas bij gebruik vrij en tussen de regels door wordt gesuggereerd dat de eiwitten ook dan pas de poriën vormen.

Die wegwerpcartridges passen weer in ‘nodes’ die de rest van de elektronica bevatte. Die nodes zijn stapelbaar en de totale capaciteit van het systeem hangt af van het aantal nodes dat je aanschaft. Volgens Oxford Nanopore bevat de eerste generatie nodes 2.000 nanoporiën per stuk, en kunnen ze enkele honderden kilobasen per seconde aflezen. De tweede generatie krijgt 8.000 poriën, en als je er daarvan 20 parallel zet zou je in theorie een compleet menselijk genoom in een kwartier kunnen aflezen.

Er wordt tevens gewerkt aan een miniatuuruitvoering, de MinION. Eigenlijk is dit niet meer dan een losse wegwerpcartridge met een USB-stekker die je in je laptop kunt pluggen. Kennelijk is deze bedoeld voor kleine onderzoekjes in de forensische sfeer; als prijs wordt 900 dollar opgegeven.

Echt nauwkeurig is het systeem nog niet: 4 procent van de basen wordt fout afgelezen. Maar het bedrijf hoopt het aantal fouten nog te kunnen terugbrengen tot 0,1 à 1 procent. Bestaande sequencingtechnieken zijn niet veel beter dan dat.

De eerste GridIONs en MinIONS zouden eind dit jaar verkrijgbaar moeten zijn.

bron: news@nature, Oxford Nanopore