Binnen vijf jaar kunnen consumenten een apparaatje gebruiker is dat kleiner is dan een telefoon om de lucht te monitoren, hun voedsel te testen of vast te stellen welke bacterie de misselijkheid veroorzaakt heeft. En wat hieraan ten grondslag ligt, is nu nog alleen beschikbaar voor wetenschappers - genome sequencing. Dat is de boodschap van een team wetenschappers uit het VK en Canada tijdens een workshop van een week voor 40 collega onderzoekers vanuit de VS.
Deze workshop, een soort "nerd-zomerkamp voor volwassenen", was anders volgens de organisatoren. In plaats van de kunst en wetenschap van genomics en bio-informatica uit te leggen met behulp van peperdure instrumenten in laboratoria, werd MinION gebruikt, een sequencing systeem gefabriceerd door Oxford Nanopore Technology. Het is een mobiel apparaatje waarin een sample geplaatst kan worden waarna binnen enkele minuten het genoom op de computer bekeken kan worden. Dr John Tyson,minION-instructeur en onderzoeksmedewerker van de University of British Columbia in Vancouver: "De mobiliteit van het systeem is de aantrekkingskracht ervan."
Het apparaatje is al gebruikt om ebola te bestrijden in de afgelegen jungle van Guinee en om zowel muggen als mensen te testen op de aanwezigheid va het Zika-virus in het noordoosten van Brazilië, volgens minION-instructeur Dr Nick Loman, onafhankelijk onderzoeksmedewerker van de University of Birmingham, Engeland. In een vroeg stadium weten welke ziekteverwekkers er zijn kan volgens Loman wetenschappers helpen methodes ter preventie te ontwikkelen in plaats van enkel te reageren als het probleem zich openbaart.
Dr John Tyson, een minION instructeur en onderzoeksmedewerker van de University of British Columbia in Vancouver, laat zien hoe een minION werkt tijdens het trainen van wetenschappers. De minION is een sequencing systeem gemaakt door Oxford Nanopore Technology. Het is een mobiel apparaatje waarin een sample geplaatst kan worden waarna binnen enkele minuten het genoom op de computer bekeken kan worden. (Foto Kathleen Philips)
De minION betekent een enorme stap voorwaarts voor onderzoekers die om een aantal redenen een zeer draagbaar systeem nodig hebben, volgens Charlie Johnson, director of the Genomics and Bioinformatics Service with AgriLife Research in College Station. Ten eerste vindt veel onderzoek plaats in afgelegen velden waar grotere apparatuur niet gebruikt kan worden. En ten tweede, hoe sneller de resultaten bekend zijn hoe eerder er actie ondernomen kan worden. Johnson: "Dat gezegd hebbende, dit soort draagbare technologie is gen vervanging voor onze professionele Illumia sequencing systemen, dat het equivalent van 48 menselijke genoomprojecten in 48 uur kan uitvoeren. Het eerste menselijke genoomproject duurde 13 jaar. De minION is eerder een fantastische toevoeging aan ons arsenaal"
Johnson, mede-organisator van het evenement met Dr Robert Burghardt en Ashley Gustafson van de Texas A&M School of Veterinary Medicine: "Het trainen van anderen dit soort technologie te gebruiken helpt het onderzoek te verbeteren. Het is eenvoudiger om 250 studenten te leren hoe technologie gebruikt moet worden dan zelf zoveel projecten proberen uit te voeren. En in de landbouw is het uiteindelijke doel het voeden van de mensheid, en dit helpt daarbij." Johnson merkt op dat hoewel technologie uiteindelijk gebruikt kan worden om typische huishoudinformatie te vergaren, landbouw, natuurlijke hulpbronnen, en geneeskunde de testgrond ervan is geweest.
Onderzoekers die de training bijwoonden waren vereist daadwerkelijke monsters mee te nemen van hun huidige projecten om de technologie mee te leren. Er waren studies over leeuwen, beren, katten, ijskernen uit Alaska, zeekoeien en verschillende insecten zoals vlooien en schorpioenen. Iedere kennis hierover kan onderzoekers naar oplossingen leiden. Watson benadrukte ook het belang van boeren om in staat te zijn de betaalbare technologie op hun boerderijen in te zetten om de aanwezigheid van ziektekiemen vast te stellen voordat ze enorme schade toebrengen aan gewassen en vee. Het gaat om snelle diagnose om zo juiste behandelmethodes te kunnen hanteren, en dat vertraagt op zijn beurt de mate van resistentie tegen bestrijdingsmiddelen en medicijnen. Loman was het daarmee eens.
"Een doctor schrijft vaak een algemene antibiotica voor om je beter te maken zonder te weten of het wel het meest effectieve is voor die bacterie, of dat je eigenlijk een virus hebt. In staat zijn snel de genomic sequence vast te stellen in plaats van te wachten op het groeien van een cultuur in een laboratorium kan leiden tot een beperkter en gerichter gebruik van antibiotica om de resistentie tegen antibiotica te beperken." Er zijn ook meer generieke potentiële toepassingen voor de technologie, zoals kwaliteitscontrole voor brouwers, merkte het team op. De afsluiting van de workshop was een excursie naar Jester King Brewery in Austin, dat zich laat voorstaan op het gebruik van "de natuurlijke omgeving en lokale landbouw." De studentonderzoekers en het team verzamelde daar gistmonsters voor de minION. Het kan een brouwerij helpen te weten welke gistsoorten er aanwezig zijn om de smaak te kunnen beheersen.
De workshop was gesponsord door CyVerse, JetStream, XSEDE and the Texas Advanced Computing Center at the University of Texas, Austin. Volgens Johnson was het de eerste in zijn soort in de VS, en zal model staan voor toekomstige trainingsprogramma´s.