Oavsett om man avslöjar en förövare med DNA -bevis, diagnostisera en patogen, klassificera en paleontologisk upptäckt, eller bestämma faderskap, duplicering av nukleinsyror (amplifiering) är oumbärlig. I journalen Angewandte Chemie , forskare har nu introducerat en ny, väldigt enkelt, ändå mycket känslig och pålitlig metod som undviker de vanliga uppvärmnings- och kylningsstegen, liksom komplicerade instrument. Reagensen kan frystorkas, så att denna universella metod kan användas utanför laboratoriet.

Den mest använda amplifieringsmetoden är polymeraskedjereaktionen (PCR), som bygger på upprepning av flera termiska cykler i specialinstrument som har hög efterfrågan på effekt. Det är svårt att utföra utanför ett laboratorium, vid en patients säng eller på en avlägsen plats, till exempel. Alternativa metoder utan termiska cykler är ofta komplicerade eller inte tillräckligt känsliga, kräver dyra reagenser, eller inte är allmänt tillämpliga.

Forskare som arbetar med Bin-Cheng Yin och Bang-Ce Ye vid East China University of Science &Technology, Shanghai, Kina, har nu utvecklat en ny, billig metod:Kallas Cas9n-baserad amplifieringsreaktion (Cas9nAR), den består av ett enda steg i homogen lösning, och sker vid en konstant temperatur på 37 ° C.

I detta tillvägagångssätt använder forskarna komponenter från bakteriernas "immunsystem". När bakterier smittas av ett virus, till exempel, de skär upp det främmande genetiska materialet i små bitar och introducerar dem i specifika områden av sitt eget genom. Vid en efterföljande infektion, bakteriens RNA -strängar "känner igen" dessa sekvenser och riktar en speciell "genetisk sax" för att klippa upp främmande DNA. Dessa verktyg har också använts inom modern genteknik.

Yin, Eder, och deras medarbetare har ändrat den genetiska saxen som kallas Cas9 så att den inte längre skär igenom DNA helt. Istället, den skär bara igenom en tråd, införa ett "nick". Denna typ av enzym kallas ett "nickas". Som i bakteriesystemet, Cas9 -nickas binder till en RNA -sträng, som bestämmer nickets placering. Detta RNA kan göras så att det känner igen en DNA -sekvens som är karakteristisk för en patogen, till exempel. Cas9 -nickaset hackar sedan det omedelbart intilliggande DNA:t.

För den nya tekniken, forskarna producerade två olika Cas9 -nickas -RNA -komplex, som nickar DNA på två olika platser. Ett polymeras som vanligen används i PCR (exo (?) Klenow -polymeras) kompletterar skärsnittet med början vid det första nicket, att frigöra den gamla strängen, bit för bit, tills den når det andra nicket. Det nyligen färdiga DNA -materialet nickas upprepade gånger och kompletteras med nickas -komplexet. De korta enkla trådarna som denna process släpper blir utgångspunkten för ytterligare förstärkning i en andra cykel. Förutom nickaskomplexet och polymeraset, det enda som krävs är två lämpliga primers som utgångspunkter för kopiorna.

Tester med ett fragment av bakteriellt genomiskt DNA visade att målsekvensen exakt identifierades och förstärktes. I en volym på 20 μl, det var möjligt att detektera en enda molekyl. Skillnader mellan en enda nukleotid inom en gen kunde detekteras med hög specificitet.