Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Nachweisverfahren für Antibiotika-Resistenz: Mutationen geben Leuchtsignale

27.11.2006
Der Austausch eines einzigen Gen-Bausteins im Erbgut des Tuberkulose-Erregers verursacht Resistenz gegen das Antibiotikum Rifampicin.

Wissenschaftler aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum und den Universitäten Heidelberg und Bielefeld entwickelten ein hochempfindliches Testverfahren, das diese Genveränderung auf der Ebene des Einzelmoleküls nachweist und damit Auskunft über den Resistenzstatus eines Infizierten gibt.

Vielen Antibiotika-Resistenzen liegen spezifische Mutationen im Erbgut der Erreger zugrunde. Bei bedrohlichen Infektionen ist es für den Patienten überlebenswichtig, schnell zu klären, welches Medikament ihm hilft. Die gängigen Methoden zum Resistenznachweis nehmen aber gerade bei Mikroorganismen wie den Tuberkuloseerregern, die in der Kulturschale nur sehr langsam wachsen, zuviel Zeit in Anspruch.

Wissenschaftler um Dr. Jens-Peter Knemeyer aus der Abteilung Funktionelle Genomanalyse im Deutschen Krebsforschungszentrum kombinieren ein Hybridisierungsverfahren, bei dem sich kleine DNA-Sonden hochspezifisch ausschließlich an die mutierte Gensequenz binden, mit der Technik der konfokalen Mikroskopie: Die DNA-Sonden sind mit einem Fluoreszenzfarbstoff gekoppelt, der unter Laserlicht aufleuchtet. Dieses Leuchtsignal erscheint jedoch nur dann, wenn die Sonde sich an ihre Zielsequenz auf dem Bakterienerbgut anlagert. "Ungebundene" Sondenmoleküle geben kein Signal ab. Jeder dieser Mini-Lichtblitze, die entstehen, wenn sich Sonde und Zielmolekül aneinander binden, weist ein einziges mutiertes DNA-Molekül nach.

Durch die Messung der Dauer und der Abklingzeiten der Lichtblitze unterscheiden die Forscher ein echtes Messergebnis vom allgegenwärtigen Hintergrundleuchten: Aufgrund chemischer Eigenschaften der beteiligten Moleküle klingt die spontane Fluoreszenz wesentlich schneller ab als das Signal der Farbstoff gekoppelten Sonde.

Der Nachweis der Resistenz verursachenden Punktmutation im Erbgut des Tuberkelbazillus ist nur eine von zahlreichen Einsatzmöglichkeiten der so genannten Einzelmolekül-Fluoreszenz-Spektroskopie. Das Verfahren bietet einen großen Vorteil: Statt, wie beim Nachweis der Antibiotika-Resistenz, die Lichtblitze in einer Probenlösung zu erfassen, kann die Untersuchungsmethode auch in lebenden Zellen durchgeführt werden. Dr. Jörg Hoheisel, Leiter der Abteilung Funktionelle Genomanalyse im Deutschen Krebsforschungszentrum, erklärt: "Ebenso gut wie DNA-Mutationen können wir mit geeigneten Sonden alle Moleküle in einer Zelle nachweisen, die kennzeichnend für eine bestimmte Erkrankung sind. Da einzelne Moleküle nachgewiesen werden, ist der Test hochempfindlich - trotzdem aber zuverlässig, weil wir über die Abklingzeiten eine interne Kontrolle haben."

Identification of single-point mutations in mycobacterial 16S rRNA sequences by confocal single-molecule fluorescence spectroscopy. Nicole Marmé, Achim Friedrich, Matthias Müller, Oliver Nolte, Jürgen Wolfrum, Jörg D. Hoheisel, Markus Sauer und Jens-Peter Knemeyer, Nucleic Acids Research Band 34 2006. DOI: 10.1093/nar/gkl495

Dr. Julia Rautenstrauch | idw
Weitere Informationen:
http://www.dkfz.de

Weitere Berichte zu: Antibiotika-Resistenz Erbgut Leuchtsignal Molekül Mutation Sonde

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der erste Blick auf ein einzelnes Protein
18.01.2017 | Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart

nachricht Unterschiedliche Rekombinationsraten halten besonders egoistische Gene im Zaum
18.01.2017 | Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der erste Blick auf ein einzelnes Protein

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das menschliche Hirn wächst länger und funktionsspezifischer als gedacht

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zur Sicherheit: Rettungsautos unterbrechen Radio

18.01.2017 | Verkehr Logistik