DNA-Barcode erkennt gefährliche Stoffe

Krankheitserreger, Drogen und Chemikalien werden wie im Supermarkt gescannt

US-amerikanische Forscher haben ein System entwickelt, bei dem ähnlich wie an der Supermarktkasse, ein Computer tausende verschiedene Bestandteile eines Stoffes registrieren kann. Durch die Kennzeichnung anhand eines synthetischen, baumförmigen DNA-Codes ermöglicht die neue Technologie das Erkennen von Genen, Krankheitserregern, illegalen Drogen und anderer chemischer Substanzen. Die so genannten Nanobarcodes beginnen bei der Bestrahlung durch ultraviolettes Licht in verschiedenen Farben zu fluoreszieren und können von einem Computerscanner oder bei der Betrachtung unter dem Mikroskop leicht zugeordnet werden.

„Andere derzeit existierende Methoden der Identifizierung von biologischen Molekülen brauchen meist noch ein sehr teures Equipment. Unsere Methode baut auf billiger und bereits handelsüblicher Technik auf“, erklärte Studienleiter Dan Luo von der Cornell University.

Durch die Synthese von drei kurzen DNA-Strängen, von denen jeder einzelne bis zur Hälfte der Länge komplementär zum anderen ist, konnten die Biotechnologen eine Y-förmige Struktur entwickeln. Durch eine Kombination von vielen dieser Y-DNA-Stränge entsteht ein dichtes Geflecht an baumartigen Verzweigungen. „Antikörper oder andere Moleküle, die sich an den losen Enden des DNA-Baumes an die Moleküle der zu erkennenden Substanz anheften, können so aufgespürt werden“, erklärte Luo. Die anderen Enden des Baumes werden mit fluoreszierenden Molekülen versehen, die in bestimmten Mustern leuchten.

Die Forscher haben ihr System an Proben getestet, die vielfältige Kombinationen von E-Koli, Anthrax, Tularemia-Bakterien, Ebola und SARS-Viren enthielten. Dabei konnten sie bestätigen, dass die Farbcodes zwischen den unterschiedlichen Krankheitserregern unterscheiden konnten. Die Ergebnisse der Studie erscheinen im Juli im Journal Nature Biotechnology.