Luister naar het DNA van een tomaat

Voor het geval je je afvraagt waar je zojuist in godsnaam naar hebt geluisterd; dat was dus het prachtige geluid van een tomaat. Of, specifieker: “het DNA van een tomaat dat zich door een nanopore beweegt,” zoals David Eccles onlangs uitlegde aan het publiek van TEDxWellington. Eccles is een Nieuw-Zeelandse bioinformaticus die werkt met de zogenaamde MinION, de kleinste maar meest effectieve genensequencer ter wereld.

Volgens Eccles zullen de snelheid en het gemak van het apparaat artsen in de toekomst in staat stellen om zelf DNA-testen uit te voeren en zo sneller en doelgerichter aandoeningen bij een patiënt kunnen vaststellen. Behandeling wordt op deze manier stukken efficiënter. In de twee jaar dat het apparaat beschikbaar is, hebben wetenschappers het gebruikt voor alles van het onderzoeken van het Ebolavirus in Afrika tot het bestudering van boomkikkers in het Tanzaniaanse regenwoud.

“Ik hou ervan om buiten de gebaande paden te denken. Als ik golvende, kronkelige dingen zie, denk ik meteen aan geluidsgolven. Hoe zou het zijn om DNA te horen?” aldus Eccles.

Als DNA gesequenced wordt met behulp van nanoporetechnologie, komt daar een rauw databestand uit dat enigszin lijkt op een geluidsgolf. Het bracht Eccles op het idee om het bestand te uploaden in het audioprogramma Audacity, waarna hij alleen nog maar de frequentie hoefde aan te passen om het geluid te krijgen dat we nu horen.

Het tomaten-DNA klinkt een beetje als een experimentele synthplaat die net iets te snel wordt afgespeeld. Je zou je kunnen afvragen of DNA-sequenties het ooit tot in de club gaan schoppen. Eccles zegt daarover: “Als je de opname nog verder vertraagt, wordt het wel iets muzikaler.”

Tot zover het geluid van tomaten-DNA, maar hoe klinkt dat van een mens? Eccles legt uit dat de twee sequenties niet zouden misstaan op hetzelfde album. “DNA-sequenties zijn van nature willekeurig, maar er zijn bepaalde fysische eigenschappen die ervoor zorgen dat al het DNA bestaat uit ongeveer dezelfde structuur, wat betekent dat ze dus ook een soortgelijk sequentieniveau hebben. Er zijn nu eenmaal veel biologische overeenkomsten; zowel mensen als tomatenplanten hebben zuurstof nodig, planten zich voort en hebben energiebehoeften. Er zijn dus veel overeenkomstige biologische factoren tussen mensen en tomaten.”

Het is niet alleen maar leuk om naar DNA te luisteren, het is ook nog eens nuttig voor de wetenschap.

“We kunnen nog niet echt naar DNA ‘kijken’, of in ieder geval niet naar een individuele sequentie. Alle bestaande technologie vertaalt het fysieke object van DNA naar een model. Normaal gesproken heb je het dan over het model met de ‘vier verschillende letters’, maar alle informatie die niet binnen die vorm valt wordt onder het tapijt geveegd, of krijgt dure namen als ‘epigenetics’.”

“Het elektronische model van Oxford Nanopore is de beste manier die er is om DNA in zijn volledigheid te overzien. Ik gebruik daarbij geluid, omdat het elektrische signaal het best vertaald kan worden naar geluidsgolven.”

Hierboven kun je zelf luisteren naar stukken uit de lezing. Ga naar 1:29:00 voor Eccles’ presentatie.