Kasper Spoelstra, Stan Brouns, Louis Reese en collega’s benutten een effect dat soms optreedt in water waarin willekeurige polymeren rondzweven. Op een gegeven moment kunnen die zich onttrekken aan de waterfase en klonteren tot coacervaten, een soort druppeltjes waarin vrijwel geen water meer zit. Dankzij een afwijkende brekingsindex vertroebelt deze liquid-liquid phase separation (LLPS) de vloeistof. Energetisch wordt LLPS pas gunstiger dan in oplossing blijven wanneer de ketens lang genoeg zijn, wisten de Nederlandse onderzoekers Jan Overbeek en Michael Voorn al in 1957 aan te tonen.

DNA en RNA zijn ook polymeren, maar te goed oplosbaar in water om uit zichzelf coacervaten te vormen. Ze doen het wel wanneer je er een positief geladen polymeer aan toevoegt, zoals poly-L-lysine (PLL). Maar alleen zolang de ketens lang genoeg blijven.

Om ze in te korten neem je CRISPR-Cas. Niet met het bekende Cas9-knipeiwit, maar met Cas12a of Cas13a. Die verknippen respectievelijk DNA en RNA en hebben de eigenschap dat ze, zodra ze één keer hun doelsequentie zijn tegengekomen, elke willekeurige streng aanvallen die hun pad kruist. Zo maken ze LLPS dus onmogelijk. Als een sample na een uur nog helder is, weet je dat de doelsequentie aanwezig moet zijn geweest.

Het idee is in 2017 bedacht door een Delfts studententeam, dat er de internationale iGEM-competitie voor synthetische biologie mee wist te winnen. Op dat moment beperkte de beoogde toepassing zich nog tot het opsporen van resistente bacteriën in melkkoeien, om zinloos antibioticagebruik tegen te gaan. Spoelstra, die samen met tweede auteur Jeroen Jacques deel uitmaakte van dat team, is het nadien verder gaan uitwerken.

Aan de methode is inmiddels een octrooi verleend. Voorlopig is het nog niet meer dan een proof of principle en zijn alleen een paar simpele testsequenties uitgeprobeerd. Uiteindelijk hopen de auteurs er een simpel, goedkoop en zeer breed inzetbaar testapparaatje op te kunnen baseren.

_{Spoelstra, W.K. et al (2021) Biophysical Journal 2}