Voorzie biomoleculen van een extra uiteinde dat aan DNA bindt, doe dat DNA er bij en ze vinden elkaar veel sneller. In elk geval in een reageerbuisje, claimen Groningse onderzoekers in het tijdschrift Chemical Science.

Het idee is dan dat als bij een reactie een eiwit betrokken is dat tamelijk langzaam door de dikke soep diffundeeert, die verplaatsing naar de andere reactant de snelheidsbepalende stap is. Normaal is die diffusie driedimensionaal, kriskras door de soep heen. Als je een DNA-helix volgt en die als een ietwat kronkelige lijn beschouwt, wordt het pad ééndimensionaal en daardoor vanzelf een stuk korter.

Laatste auteur Antoine van Oijen (inmiddels verhuisd naar de universiteit van Wollongong in Australië) en collega’s spreken van ook heel gewichtig van ‘reductie van de dimensionaliteit van diffusionele zoekprocessen’.

Ze probeerden het eerst uit met het eiwit streptavidine en het kleine molecuul biotine. Die twee binden uiterst enthousiast zodra ze elkaar gevonden hebben, zodat de diffusie zéker de snelheidsbepalende stap is. Via Förster resonance energy transfer (FRET) kun je die binding bovendien heel eenvoudig zichtbaar maken.

Als je zowel streptavidine als biotine voorziet van een DNA-bindend peptide genaamd pVIc (aminozuurvolgorde GVQSLKRRRCF, een cofactor van een proteïnase uit een adenovirus) als ‘moleculair sleetje, dan blijkt de onderlinge reactie een factor twintig sneller te kunnen gaan. ‘En de auteurs zijn er redelijk zeker van dat dat te danken is aan de eendimensionale zoektocht, en niet doordat kronkels in het DNA de reactanten tegen elkaar aandrukken of zoiets.

Een tweede experiment betrof versnelling van de PCR-reactie, een standaard-laboratoriumprocedure die DNA vermenigvuldigt om het gemakkelijker te kunnen sequensen. pVIc aan een uiteinde van de ‘primers’die hiervoor worden gebruikt, bleek inderdaad behoorlijk uit te maken voor de snelheid zonder dat de kwaliteit van de DNA-duplicaten meetbaar achteruit ging.

Van Oijen schat dat er nog wel meer toepassingen voor zullen zijn te vinden.

bron: Royal Society of Chemistry