Om het gedrag van DNA in een nanoporie beter te begrijpen, moet je niet met DNA experimenteren maar met een virus. Dat raakt tenminste niet in de knoop, blijkt uit een publicatie in Nature Communications.

Die nanoporiën wil men al een tijdje gebruiken om DNA te sequensen. Je trekt het met een elektrisch veld door de porie heen, en aan verschillen in de geleidbaarheid kun je aflezen wat voor een base de porie passeert.

Het meetprincipe zit tegen commercialisering aan, maar volgens Derek Stein en collega’s van Brown University (Providence, Rhode Island) weten we eigenlijk nog steeds niet wat er precies in zo’n porie gebeurt. En dus ook niet hoe het komt dat, onder gelijkblijvende omstandigheden, de ene streng veel sneller door de porie gaat dan de andere.

Vermoed wordt dat het iets te maken heeft met de neiging van DNA om zichzelf op te rollen, waarbij de toevallige vorm van de kluwen bepaalt hoeveel moeite het kost om het molecuul door het water richting porie te trekken. Maar dat is vast niet de enige reden.

Vandaar dat Stein besloot om het eens te proberen met iets dat ongeveer dezelfde diameter heeft maar zo stijf is als een metaaldraadje, zodat de stromingsweerstand wegvalt als variabele. Ze kwamen uit op een bacteriofaag genaamd fd, die E.coli infecteert. Een staafvormig virus, waarvan alle exemplaren volmaakt identiek zijn.

Ze dachten eigenlijk dat dat de snelheid nu alleen nog zou variëren door botsingen met watermoleculen. Tikken die tijdens hun Brownse bewegingen toevallig een keer vaker tegen het achtereind van het virus, dan gaat dat iets harder dan gemiddeld.

Maar er blijkt nóg een effect mee te spelen, wat sterker wordt naarmate je de elektrische veldsterkte opvoert. Hoe dat precies zit is nog niet duidelijk maar het virus past nogal ruim in de porie en het lijkt uit te maken of het toevallig middenin belandt of dicht bij de wand.

Tevens lijkt het er op (want zien kun je het uiteraard niet) dat het elektrische veld vanzelf het virus in de goede stand zet om met de kop naar voren de porie in te duiken. Zit het vlak naast het gat, dan stuitert het soms een paar keer tegen de rand aan voordat het alsnog goed terecht komt. Wordt het voltage te hoog, dan heb je kans dat het helemaal niet door de porie gaat maar tegen het omringende membraan blijft plakken. Dat suggereert dus dat er een optimale waarde voor dat voltage is.

De onderzoekers vragen zich nu hardop af of je van die nanoporiën ook een detector voor fd-virussen kunt maken. Die zijn immers een uitstekende biomerker voor een infectie met E. coli. Het Ebola- en het Marburgvirus zijn trouwens ook langwerpige staafjes, dus wie weet.

bron: Brown University