Nieuwe DNA-analyse duizend keer zo gevoelig

Met de methode kunnen bijvoorbeeld kleine hoeveelheden stamcellen, beginnend tumorweefsel en andere kleine stukjes weefsel van planten of dieren en zelfs archeologische monsters beter worden onderzocht.

Het team, met onder andere onderzoekers van Plant Research International, onderdeel van Wageningen UR, heeft de nieuwe methode deze week in Nature Methods onder de naam LinDA gepubliceerd.

Het grote verschil tussen LinDA en gangbare analyses is de manier waarop de DNA-moleculen zó vaak gekopieerd worden, dat ze in analyseapparatuur identificeerbaar worden.

De ‘oude’ methoden maken gebruik van een soort DNA-malletjes (primers) die aan DNA kunnen vastplakken, maar alléén als ze precies hun spiegelbeeld vinden. Alleen bij DNA waar per DNA-molecuul minstens twee van die malletjes aanhechten, kan het DNA dat tussen twee van die malletjes ligt met een chemische reactie een groot aantal maal gekopieerd worden. Net zolang totdat er voldoende kopieën gemaakt zijn om het DNA te identificeren.

Bij de nieuwe techniek worden aan álle DNA-moleculen in een analyse-monster, aan het begin en einde een speciaal DNA-malletje geplakt. Dat malletje is gebaseerd op een bepaald stukje DNA dat van een virus afkomstig is: de zogeheten T7 promoter. Daarna kan het DNA tussen de twee malletjes heel vaak gekopieerd worden, waarna het DNA geïdentificeerd kan worden.

Bij de nieuwe techniek worden alleen de originele DNA-moleculen gekopieerd, terwijl bij de gangbare technieken ook de kopieën gekopieerd worden. De ‘oude’ technieken worden daarom ook wel ‘exponentieel’ genoemd, bij iedere kopieerslag krijg je twee keer zo veel DNA moleculen: 1,2,4,8,16, enz. Omdat LinDA alleen de originele DNA-moleculen kopieert, ontstaat een lineaire reeks: 1,2,3,4, enz.

Doordat de LinDA techniek álle DNA fragmenten in een analyse-monster kopieert en dat ook nog een lineair doet, is het DNA van bijvoorbeeld slechts een paar duizend cellen of een kleine archeologische vondst voldoende. Bij de ‘oude’ technieken is ongeveer duizend keer zo veel DNA nodig. Daarnaast is de lineaire methode relatief ongevoelig voor vervuiling. Dat maakt de techniek extra betrouwbaar.

Met de LinDA techniek kan bijvoorbeeld al met een heel klein archeologisch monster worden vastgesteld om welke diersoort het gaat. In beginnende tumoren kan onder andere goed worden onderzocht welke genen er meer of juist minder actief zijn.

Planten
Bij planten maakt de techniek het bijvoorbeeld mogelijk om de cellen rond een schimmel-infectie nauwkeurig te onderzoeken, waardoor de verdediging van de plant beter onderzocht kan worden. Die kennis kan gebruikt worden voor planten die zichzelf beter tegen de schimmel kunnen verdedigen, waardoor de planten duurzamer geteeld kunnen worden.