Voeg aminozuren toe aan een microarray met 12.000 toepasselijke DNA-fragmenten, leg de producten op een slimme manier vast en je hebt een microarray met 12.000 verschillende eiwitten. Zo heb je nog maar een paar arrays nodig om álle eiwit-eiwitinteracties in een organisme te achterhalen, schrijven Amerikaanse en Duitse onderzoekers in PNAS.
Op zich zijn zulke ‘nucleic acid programmable protein arrays’, afgekort NAPPA, niet echt nieuw. Het idee is dat je in elk welletje van de array een ander DNA-fragment vastlegt. Vervolgens kun je de array ‘ontwikkelen’, zoals je vroeger deed met een fotorolletje. Daarbij dompel je hem onder in een cocktail van aminozuren, polymerases en andere enzymen die je van tevoren hebt geëxtraheerd uit celmateriaal, zodat de DNA-code in elk welletje meerdere malen wordt afgelezen en omgezet in de gewenste eiwitten.
De DNA-sequenties heb je van tevoren uitgebreid met een fragment dat een uitsteeksel kweekt aan elk eiwit, zo ongeveer recht tegenover de actieve plek. De welletjes bevatten naast DNA ook antilichamen die zich specifiek hechten aan het uitsteeksel, zodat de ter plekke gevormde eiwitten niet weg kunnen.
Vervolgens stel je al die vastgelegde eiwitten bloot aan een oplossing die een ánder eiwit bevat, en kijk je in welke welletjes er iets gebeurt.
Het werkt een stuk sneller dan de traditionele methode waarbij je al die eiwitten afzonderlijk bereidt en daarna pas in de welletjes dropt. DNA is namelijk veel simpeler te synthetiseren. Bijkomend voordeel is dat een onontwikkelde DNA-array minstens een jaar goed blijft, veel langer dan eiwitarrays.
Alleen werken antilichamen niet zo efficiënt en moet je er veel meer installeren dan je op papier nodig hebt. Dat stelt weer eisen aan het bodemoppervlak van de welletjes, en daardoor kon je tot nu toe op zo’n NAPPA-chip hooguit 2.000 eiwitten kwijt.
Vandaar het idee om die antilichamen te vervangen door zogeheten HaloTags, een product van het Amerikaanse bedrijf Promega. HaloTags binden ook eiwitten die verrijkt zijn met een uitsteeksel, maar ze gebruiken er een chlooralkaan voor dat vele malen kleiner is dan zo’n antilichaam. Daardoor kun je veel kleinere welletjes gebruiken, en kun je er ineens 12.000 kwijt op een standaardformaat array.
De auteurs hebben zo al drie verschillende arrays gemaakt, elk met 4.600 eiwitten in duplo uit het proteoom van de zandraket (Arabidopsis). Het bracht duizenden eiwit-eiwitinteracties aan het licht die tot nu toe totaal onbekend waren. In de woorden van de auteurs ‘levert het plantenbiologen nuttige nieuwe hypotheses op’.
bron: TU München
Nog geen opmerkingen