De ‘wonderuitlezer’ van DNA wordt via een usb-kabel verbonden met de computer (filmbeeldje: Nanopore)

Onderzoekers in Canada en het Verenigd Koninkrijk hebben voor het eerst een heel genoom van een levend organisme, de bacterie Escherichia Coli, uitgelezen en gereconstrueerd met een apparaatje dat niet veel groter is dan een mobiele telefoon. De DNA-uitlezer, de MinION van Nanopore, past in de palm van een hand.
Het zouden vingeroefeningen zijn voor het grotere werk zoals het uitlezen van complexere organismen zoals mensen. Het verbazingwekkende is dat het apparaat vele keren kleiner is dan een normale uitlezer”, zegt Jared Simpson, onderzoeker bij het kankerinstituut in Ontario (Can). “De belangrijkste vooruitgang is de methode. We waren in staat het uitlezen van DNA met behulp van nanoporiën wiskundig te modelleren om zo manieren te ontwikkelen volledige genomen met dit kleine apparaat te reconstrueren.”
De normale sequentie-uitlezers genereren of grote hoeveelheden gegevens of lezen stukken DNA die lang genoeg zijn om het DNA volledig te mee te kunnen reconstrueren. Volgens Simpson kan de nanoporie-uitlezer beide. “Je moet grote stukken kunnen uitlezen om de herhalende delen van een genoom te kunnen reconstrueren, maar dat betekent bij een menselijk genoom dat je dat vele malen moet doen. De kleine afmeting van de MinION suggereert dat daar nog een hoop rek zit.” Beetje vervelend is dat de uitlezing door het apparaatje een stuk minder secuur is dan van de grotere uitlezers. Die fouten worden er met behulp van de geraffineerde bioinformatica uitgehaald. Simpson en zijn medeonderzoekers zeggen het bacterie-genoom met een nauwkeurigheid van 99,5% te hebben gereconstrueerd.
Het opbouwen, in feite het reconstrueren van het genoom op basis van de uitgelezen stukken DNA, van het genoom verloopt in drie fasen. Eerst worden de overlappen van de uitgelezen sequenties gedetecteerd en gecorrigeerd. Vervolgens worden de stukken DNA gereconstrueerd met de Celera-assembleerder en vervolgens wordt het ‘bouwsel’  ‘gepolijst’ gebruik makend van een probabilistisch model van elektrische signalen die DNA veroorzaakt bij het passeren van de nanoporiën. De poriën in de MinION bestaan uit poriemoleculen, zoals die ook in natuurlijke celmembranen zitten.

Bron: Eurekalert