In het genoom van het gemiddelde individu zitten duizenden substantiële stukken dubbelop, achterstevoren of op de verkeerde plek. Dat werd al een tijdje vermoed maar David Schwartz en collega’s (University of Wisconsin-Madison) hebben het nu voor het eerst keihard aangetoond door de DNA-ketens van 4 verschillende mensen letterlijk naast elkaar onder de microscoop te leggen.

Op de website van PNAS meldt Schwartz later deze week dat hij in totaal 4.205 verschillen aantrof, in lengte variërend van duizenden tot honderdduizenden basenparen. Ongetwijfeld zitten daar de nodige variaties bij die tot minder goed functioneren van het genoom en dus tot diverse aandoeningen kunnen leiden.

De huidige DNA-sequensers zien dat soort verschillen niet. Voordat die DNA analyseren, knippen ze het eerst in stukjes van hooguit een paar duizend basenparen. Achteraf worden de resultaten zo goed en zo kwaad als het gaat aan elkaar gepuzzeld. Vooral wanneer de originele keten een hoop repeterende fragmenten vertoont, is zo’n reconstructie vaak verre van betrouwbaar; ‘single nucleotide polymorphisms’(verschillen ter grotte van één basenpaar) worden correct opgespoord, maar het totale plaatje blijft een stuk vager.

Schwartz heeft nu een ‘Optical Mapping System’ ontwikkeld dat niet de individuele basenparen identificeert maar juist die grotere lijnen van de sequentie. Het komt er op neer dat het DNA wordt opgedeeld in veel grotere stukken, denk aan een paar miljoen basenparen. Die stukken worden in uitgestrekte vorm geïmmobiliseerd op een glasplaatje. En daarna laat je er een zogeheten restrictie-enzym op los dat één bepaalde sequentie van vier tot acht basenparen opspoort en wegknipt.

Behandel je vervolgens het DNA met een fluorescente kleurstof, dan kun je onder de microscoop precies zien op welke plaatsen zo’n sequentie is weggeknipt.

De procedure is nu om ál het DNA van het te onderzoeken individu (alles bij elkaar een centimeter of twaalf) te scannen met geautomatiseerde microscopen, en het knipjespatroon als een soort barcode op te slaan in een database. Met de huidige stand der techniek heeft een promovendus 30 dagen nodig om op deze manier een compleet menselijk genoom in kaart te brengen: een hoop werk, maar het is te doen.

Zelf noemt Schwartz het met ‘een genetische variant van Google Earth’.

Drie jaar geleden bracht zijn team al op deze manier een muizengenoom in kaart. Dat hij het nu ook met mensengenomen heeft gedaan, was een logische volgende stap.

bron: University of Wisconsin-Madison