Onderzoekers van de Technische Universiteit Delft en de Universiteit van Oxford kondigen een nieuw type nanoporie-apparaat aan dat kan helpen bij het ontwikkelen van snelle en goedkope genetische analyse. In het journaal Natuur Nanotechnologie (28 november), ze rapporteren over een nieuwe methode die door de mens gemaakte en biologische materialen combineert om te resulteren in een klein gaatje op een chip, die in staat is om afzonderlijke DNA-moleculen te meten en te analyseren.

"De eerste mapping van het menselijk genoom - waarbij de inhoud van het menselijk DNA werd afgelezen ('sequenced') - werd voltooid in 2003 en kostte naar schatting 3 miljard dollar. Stel je voor dat die kosten zouden kunnen dalen tot een niveau van een paar honderd dollar, waar iedereen zijn eigen persoonlijke genoom kon laten sequensen. Dat zou artsen in staat stellen ziekten te diagnosticeren en te behandelen voordat er symptomen optreden", legt professor Cees Dekker van het Kavli Institute of Nanoscience in Delft uit.

Een veelbelovend apparaat wordt een nanoporie genoemd:een minuscuul gaatje dat kan worden gebruikt om informatie te 'lezen' uit een enkel DNA-molecuul terwijl het door het gat loopt.

Nieuw onderzoek door de groep van Dekker in samenwerking met prof. Hagan Bayley van de Universiteit van Oxford, heeft nu een nieuwe, veel robuuster type nanoporie-apparaat. Het combineert biologische en kunstmatige bouwstenen.

Dekker:'Nanoporiën worden al gebruikt voor DNA-analyse door in de natuur voorkomende, porievormende eiwitten in een vloeistofachtig membraan gemaakt van lipiden. DNA-moleculen kunnen afzonderlijk door de porie worden getrokken door er een elektrische spanning over te zetten, en geanalyseerd op vrijwel dezelfde manier waarop muziek wordt gelezen van een oud cassettebandje zoals het door een speler wordt gehaald. Een aspect dat deze biologische technologie bijzonder moeilijk maakt, echter, is de afhankelijkheid van de fragiele lipidenondersteuningslaag. Deze nieuwe hybride benadering is veel robuuster en geschikt om nanoporiën in apparaten te integreren. '

Het nieuwe onderzoek, voornamelijk uitgevoerd door hoofdauteur dr. Adam Hall, demonstreert nu een eenvoudige methode om de porievormende eiwitten in een robuuste laag in een siliciumchip te implanteren. Eigenlijk, een individueel eiwit zit vast aan een groter stuk DNA, die vervolgens door een vooraf gemaakte opening in een siliciumnitridemembraan wordt getrokken.

Wanneer het DNA-molecuul door het gat gaat, het trekt het porievormende eiwit achter zich aan, uiteindelijk onderbrengen in de opening en het creëren van een sterke, op een chip gebaseerd systeem dat op maat is gemaakt voor arrays en apparaattoepassingen. De onderzoekers hebben aangetoond dat het hybride apparaat volledig functioneel is en kan worden gebruikt om DNA-moleculen te detecteren.