Meten van de activiteiten van Cas-eiwitten geschikt voor plantpathogeen biosensoren

CRISPR/Cas werd in 2012 ontdekt als een bacterieel afweersysteem dat specifieke sequenties van virussen die bacteriën infecteren herkent en vervolgens onschadelijk maakt. Vrijwel direct na deze ontdekking werd de inzetbaarheid van CRISPR/Cas in biologisch en medisch onderzoek gedemonstreerd. Voor dit baanbrekend onderzoek aan CRISPR/Cas kregen de Amerikaanse moleculair biologe Jennifer Doudna en haar Franse collega Emmanuelle Charpentier al in 2020 de Nobelprijs. CRISPR/Cas heeft inmiddels gezorgd voor een revolutie in het bewerken, repareren en reguleren van DNA-sequenties (oftewel gene-editing) in bacteriën, planten en zelfs mensen. Daarnaast is recent gebleken dat Cas-eiwitten (onderdeel van CRISPR/Cas) ook kunnen worden ingezet voor de detectie van specifieke DNA-sequenties in voedsel, patiënten en gewassen. Deze Cas-eiwitten kunnen bijvoorbeeld worden ingezet voor de detectie van plant-pathogenen.
Detectiemethoden van b.v. pathogenen in voedsel moeten zeer gevoelig, specifiek, goedkoop en draagbaar zijn. Biosensoren kunnen deze eigenschappen combineren. Biosensoren zijn detectiesystemen die gebaseerd zijn op biologische componenten/processen zoals de hier beschreven Cas-eiwitten. Om bestaande en nog te ontwikkelen Cas-eiwitten te optimaliseren is een beter begrip van hun werking een vereiste. Momenteel worden nieuwe varianten van Cas-eiwitten via in silico modeleringen ontworpen. De potentie van deze varianten om door te ontwikkelen voor gebruik in biosensoren is echter afhankelijk van een gedegen en systematische analyse van hun in vitro activiteiten. In dit project wordt daarom samen met MKB-partner Spark Genetics (ontwikkelaar van biosensoren) onderzoek gedaan naar met welke nieuw te ontwikkelen analysemethode(n) de activiteit en specificiteit van Cas-eiwitten snel en kosteneffectief bepaald kan worden.
Avans en Spark Genetics kunnen direct profiteren van de resultaten van dit onderzoek. Zo is er voor Spark Genetics een directe vertaling van de resultaten naar het inzetten van de meest optimale Cas-eiwitten in nieuwe biosensoren en zal Avans hogeschool de kennis van de analysetechnieken direct integreren in haar laboratoriumonderwijs.