Lättare att studera vår arvsmassa med smältande DNA

​En helt ny metod för att ge en bild av enstaka DNA-molekylers arvsmassa har utvecklats av forskare i Lund och Danmark. Resultaten publiceras i senaste numret av den ansedda tidskriften PNAS.

– Tekniken är både snabbare, enklare och billigare än befintliga metoder. Därför är förhoppningen att den på sikt kan användas ute på sjukhusen. Att karlägga en människas genom, eller arvsmassa, är idag en dyr och omständlig process, berättar Jonas Tegenfeldt, forskare i Fasta tillståndets fysik vid Lunds Tekniska Högskola och en av huvudförfattarna till artikeln.

Enligt forskarna skulle tekniken kunna användas för att lättare upptäcka om någon bär på arvsanlag för vissa sjukdomar. Förhoppningen är att den skulle kunna användas för att diagnosticera och karaktärisera sjukdomar som beror på grovskaliga förändringar och mutationer i arvsmassan, så kallade strukturella variationer som är associerade med exempelvis cancer, autism och många medfödda sjukdomar. Vidare kan polisen ha glädje av metoden, eftersom den bör kunna användas för att snabbt identifiera bevismaterial.

Tekniken, som nyligen patenterats, tillvaratar det faktum att olika delar av DNA-molekylen smälter vid olika gradtal. En central beståndsdel i DNA-molekylen är kvävebasparen. Dessa finns i två par-varianter, nämligen AT, som står för adenin och tymin, samt GC, som står för guanin och cytosin.  GC-paret sitter hårdare och kräver högre temperatur för att smälta.

Genom att först sträcka ut den kraftigt hoptvinnade DNA-molekylen i ett smalt nano-rör och sedan värma upp den så att endast AT-paret smälter går det att få ett slags streckkod av människans 46 kromosomer.  För att vissa partier ska bli mörkare än andra måste molekylen också först färgas in. De partier som smälter, alltså AT-paren, lyser svagare och blir senare som mörka fält i streckkoden.

Kartan visar alltså då ett grovt mönster av DNA-molekylens, och därmed kromosomens, uppbyggnad.  Sådana här streckkoder är i sig inget nytt, men det här tillvägagångssättet för att göra streckkoderna är helt nytt. Med den här metoden snabbas processen upp avsevärt, från ett dygn till ca en till två timmar.

– Streckods-tekniken skulle kunna vara ett smidigt sätt att komma fram till vad för slag virus och bakterier man har att göra med. Man kan även upptäcka om något gått fel i det mänskliga genomet, eftersom det går att se om någon del i kromosomen av någon anledning har flyttat på sig. Det är just det som händer vid vissa sjukdomar, förklarar Jonas Tegenfeldt som tillägger att ett viktigt motiv till forskningen fortfarande ”bara” är grundvetenskaplig nyfikenhet.  Nyttorna har utkristalliserat sig efterhand.

Ytterligare fördelar med den här streckkods-tekniken framför andra tekniker är att den endast kräver en DNA-molekyl. Det faktum att man slipper amplifiera DNA:t gör dessutom att man lätt kan jämföra flera celler efter varandra och därmed upptäcka eventuella olikheter dem emellan.

Den ger fortfarande en grov bild av genomet, men jämfört med flera andra liknande metoder, t ex  kromosombandning, blir bilden ändå tusen gånger skarpare.  Att mätningarna måste göras på varje molekyl individuellt kan även utgöra en begränsning. Det är inte enkelt att få ett medelvärde från ett stort antal molekyler.

För mer information, kontakta Jonas Tegenfeldt, forskare vid fasta tillståndets fysik, Lunds Tekniska Högskola / Lunds universitet, 046-222 8063 eller jonas.tegenfeldt@ftf.lth.se.

Läs artikeln i PNAS på http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1007081107

Kristina Lindgärde, informationsenheten, Lunds Tekniska Högskola / Lunds universitet

Taggar: