Zonder zijn ontdekking geen PCR-test: microbioloog Thomas Brock (94) overleden

De polymerasekettingreactie (Polymerase Chain Reaction, PCR) spoort genetisch materiaal van een virus op, hoeveel virus aanwezig is. Laboranten kunnen uren later uitsluitsel geven. De minder effectieve sneltest daarentegen is een antigeentest en spoort enkel de aanwezigheid van bepaalde viruseiwitten op.

Brock verbonden aan de universiteit van Indiana, toonde in 1966 aan dat leven in kokend water mogelijk was. Hij trok twee jaar eerder naar het Yellowstone National Park in Californië waar hij in de hete warmwaterbronnen eencelligen kon isoleren, die zelfs konden overleven boven het kookpunt van water. Iets wat voordien niet voor mogelijk werd geacht. Ook Brock bleek stomverbaasd. Hij gaf de bacteriesoort de naam Thermus aquaticus.

Tien jaar later konden twee biologiestudenten een enzym uit Brocks bacterie halen, dat de naam Taq-polymerase kreeg. Taq verwijst naar Thermus aquaticus. DNA-polymerase is een belangrijk werktuig voor cellen wanneer die zich vermenigvuldigen, weet EOS Wetenschap. Het enzym helpt om DNA te kopiëren voor nieuwe cellen. Taq-polymerase bleek uniek want deze valt niet uit elkaar bij hoge temperaturen. 

Biochemicus Karry Mullis gebruikte in de jaren tachtig als eerste Brocks Taq-polymerase om DNA te vermeerderen, wat een gouden zet bleek. Het DNA werd hierbij volledig en exact gekopieerd zodat elke dochtercel dezelfde erfelijke informatie krijgt als de moedercel. Enkel door het DNA te verhitten, bleef Taq-polymerase als enige enzym over, waardoor het DNA kon vermeerderen. Eens afgekoeld startte Nobelprijswinnaar Mullis (1944-2019) opnieuw met verhitting en afkoeling, wat elke cyclus twee keer zoveel DNA opleverde.

Het leidt uiteindelijk tot genoeg DNA voor verder onderzoek. De PCR-test was geboren. Het vermeerderen van DNA helpt om dingen uit te sluiten. De exemplaren van een virusgen in een onderzoeksstaal opsporen is niet mogelijk, dit verandert als het gen miljoenen kopieën heeft - dankzij PCR -, dan wordt het wel zichtbaar. Dan kan je nagaan of het monster al dan niet het virus bevat. De tijdswinst hierdoor is enorm.

“Bij alles wat we tegenwoordig doen in de moleculaire biologie is PCR van fundamenteel belang”, reageert infectioloog Yuka Manabe van de Johns Hopkins University School of Medicine in de New York Times. “Mullis had nooit PCR kunnen realiseren zonder een rotsvast enzym (doelend op het door Brock ontdekte Thermus aquaticus)”. Brock overleed aan de gevolgen van een accidentele val.