News: Goldener DNA-Nachweis
Dies haben der Direktor des Northwestern Institute for Nanotechnology, Chad Mirkin, und seine Mitarbeiter zum Anlass genommen, die bestehende Technik zu verbessern und sie vor allem schneller und billiger zu machen. Hierzu generierten sie einen neuen DNA-Chip, der – mit kurzen DNA-Sequenzen des Milzbranderregers ausgestattet – passende Basenfolgen aus dem zu untersuchenden Medium abfangen will, indem beide DNA-Stücke aneinander binden. Das Besondere dieses Chips ist sein Herz aus Gold, haben die Chemiker die DNA-Fragmente doch mittels goldener Nanopartikel auf der Chipoberfläche befestigt.
Das Metall soll aber nicht die Herzen von Schmuckliebhabern höher schlagen lassen, sondern elektrische Signale auslösen. Damit der Strom fließen kann, platzierten die Forscher auf den äußeren Seiten eines Glasträgers, nur 20 Millionstel eines Meters voneinander entfernt, jeweils eine Elektrode. Zwischen diesem Paar hefteten sie unzählige Schnipsel einzelsträngiger DNA, von denen jedes das zu ihm passende Gegenstück der Anthrax-DNA aus dem Medium herausangeln sollte.
Enthielt die zu untersuchende Probe tatsächlich Spuren des Milzbranderregers, wurden sie von den kleinen DNA-Angeln auf der Glasoberfläche festgehalten und füllten so den Spalt zwischen beiden Elektroden. Dann setzten die Wissenschaftler den Glasträger in eine fotografische Entwicklungslösung, woraufhin sich Silberteilchen an die goldene Nanopartikel anlagerten und die Lücke zwischen den Elektroden schlossen: Der Strom floss.
Kritisch blieb, die perfekten DNA-Bindungen von möglichen Falschpaarungen zu unterscheiden und letztere auszuschließen. Die Forscher lösten dies, indem sie die umgebenden Salzkonzentration änderten. Dadurch löste sich jede Fehlpaarung, und nur die passenden DNA-Stückchen blieben übrig.
Die bislang noch nicht vollständig optimierte Technik soll zehnmal empfindlicher und sogar 100 000-mal selektiver als die herkömmliche DNA-Vervielfältigung durch Polymerasekettenreaktion sein. Damit erfüllt die Technologie gute Voraussetzungen, nicht nur schnell und einfach biologische Waffen wie Milzbranderreger oder Pockenviren aufzuspüren, sondern auch viele Erkrankungen früh nachzuweisen, wie Krebs oder AIDS. Bis es soweit ist, werden die Forscher allerdings noch etwas an ihrem DNA-Chip feilen müssen.
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