Et enkelt stykke DNA (ca. 0.5 mm = 1.5 mega basepar) er udstrakt i midten af en chip med mikro- og nano-kanaler. Mønstret på DNAet fotograferes gennem et mikroskop. Sammenligning af dette billede med et mønster fra det humane referencegenom viser, at en del af mønstret på DNA’et er vendt om i forhold til referencen (pilene viser læseretningen). Dette er en såkaldte inversion, en af de mulige strukturelle variationer som kan opstå i det humane genom fra individ til individ, eller celle til celle. (Billede: Rodolphe Marie)

DNA-puslespil er blevet mindre med ny DTU-teknologi

mandag 11 mar 13

Farvning med et selvlysende stof og en nanochip der strækker DNA’et ud i sin fulde længde, er grundstenene i en ny metode udviklet af DTU Nanotech i samarbejde med Oxford University. Teknologien kan se på meget længere stykker af DNA, end man tidligere har kunnet, og kan være med til at kortlægge variationer i det menneskelige genom helt ned på enkeltcelle niveau. Noget der kan vise sig relevant i kræftforskningen.

Gen-sekventering bruges bl.a. til at se på de variationer, der er i kræftceller. Sekventeringen foregår ved, at man har set på mindre DNA stykker ned til 300 basepar, som man så bagefter har samlet som et puslespil til et overordnet billede af hele DNA-strengen. Det samlede genom er helt op til 3.200.000.000 basepar stort, og puslespillet er derfor ekstremt komplekst. Desuden er det vanskeligt at detektere strukturelle variationer, der er længere end de 300 basepar, man læser ad gangen.

Med den nye metode er det nu muligt at lave billeder af op til 2 mio. basepar på en gang, hvilket gør det lettere at finde disse variationer.

”Den gamle metode kan sammenlignes med at læse tilfældige løse sider fra mange kopier af en bog, for DNA-strengene stammede i modsætning til vores teknologi fra mange forskellige celler. For at kunne samle bogen i dens helhed, var man nødt til at læse flere halve sider, som overlappede hinanden, og det mangedoblede arbejdet, forklarer lektor Rodolphe Marie, om hvorfor den nye teknologi er så banebrydende.

Selve teknologien i projektet er en videreudvikling af en dansk opfindelse på DTU Nanotech, og er støttet af Det Strategiske Forskningsråd gennem PolyNano og EU-projektet CellOMatic.

Selvlysende farve og nanochip

Med et lysmikroskop kan med den nye teknologi afsløre variationer i det menneskelige genom. Den nye teknologi strækker, fastholder og fotograferer nemlig lange stykker DNA. DNA’et er først indfarvet med en selvlysende farve og viser efter opvarmning et mønster, som giver et groft billede af den underliggende genetiske kode. Sammenlignes det med reference-DNA kan man finde frem til, hvor der er variationer.

”En af udfordringerne har været at fotografere DNA-strengen på en måde, hvor det er muligt at se hele DNA-strengen, for den ligger normalt krøllet sammen i uordentlig bunke. Derfor har vi udviklet en nanochip, der gør os i stand til strækker DNA’et ud i sin fulde længde,” fortæller forsker Jonas Nyvold Pedersen.

Chippen består af en meget lille rillet glasplade, hvor DNA-strengen placeres og ved hjælp af væskeflow strækkes ud. 

Variationer kan være årsag til kræft

Variationer af den genetiske kode kan være årsag til sygdomme, som f.eks. kræft. Den nye metode analyserer et enkelt DNA molekyle ad gangen, og kan derfor finde frem til variationer mellem enkelte celler, som f.eks. celler fra samme kræftknude, men med forskellig placering.

”Anvendelse på celler fra kræfttumorer ventes at ville have stor betydning for karakterisering af genetisk forskelle mellem kræftceller,” uddyber lektor Rodolphe Marie fra DTU Nanotech.

Resultaterne er netop publiceret i en artikel i det amerikansk videnskabelige tidsskrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)

Du kan læse artiklen i Open Acces her  

 

dna-sekventering-for-web.jpg 

 

Et enkelt stykke DNA (ca. 0.5 mm = 1.5 mega basepar) er udstrakt i midten af en chip med mikro- og nano-kanaler. Mønstret på DNAet fotograferes gennem et mikroskop. Sammenligning af dette billede med et mønster fra det humane referencegenom viser, at en del af mønstret på DNA’et er vendt om i forhold til referencen (pilene viser læseretningen). Dette er en såkaldte inversion, en af de mulige strukturelle variationer som kan opstå i det humane genom fra individ til individ, eller celle til celle. (Billede: Rodolphe Marie)

Relaterede Videoer  

Vis flere