Technik ermöglicht vollständige Erbgutanalyse in 24 Stunden

Schnellanalyse des menschlichen Genoms in frühestens drei Jahren auf dem Markt

Wissenschaftler der University of Houston haben sich ein Verfahren patentieren lassen, das es ermöglichen soll, das menschliche Erbgut innerhalb von 24 Stunden zu entschlüsseln. Dafür benötigten Hunderte Forscher bis dato beinahe zehn Jahre. Mit Hilfe der Schnellanalyse sollen Risikofaktoren für genetische Erkrankungen oder Aversionen gegen Medikamente festgestellt werden. Noch arbeitet das Team um die Biochemikerin Susan Hardin an der technologischen Entwicklung. Mit einem kommerziellen Gerät sei in drei bis fünf Jahren zu rechnen.

„Würde man heute mit der bestehenden Technologie das menschliche Genom vollständig entschlüsseln, würde dies drei bis vier Jahre dauern“, so Hardin. Um das menschliche Erbgut zu sequenzieren, muss die Reihenfolge der mehr als drei Mrd. Basen-Bausteine der DNA ermittelt werden. Zu diesem Zwecke werden die Bausteine der DNA-Doppelstränge in Einzelstränge zerlegt. Mit dem Enzym DNA-Polymerase wird erneut ein komplettes Doppelstrang-Molekül, eine Kopie, hergestellt. Das Enzym baut die Basenbausteine zusammen, deren Reihenfolge sich computerunterstützt ermitteln lässt.

Der von Hardin und Kollegen entwickelte Prozess beinhaltet die gentechnische Veränderung der DNA-Polymerase. Dadurch soll es gelingen, mehrere zeitintensive Arbeitsschritte bei der Sequenzierung zu umgehen. „Theoretisch könnte die Polymerase direkt als molekularer Sensor tätig sein, der dem Computer sofort nach dem Ablesen einer Base ein Signal sendet“, so Hardin. An der technischen Umsetzung, mit der das Unternehmen Visigen Biotechnologies beauftragt wurde, wird noch gefeilt.

Mit einer schnellen Genom-Analyse sollen auch maßgeschneiderte medizinische Behandlungen und Präventionsstrategien, die direkt auf die genetische Aufmachung einer Person abgestimmt sind, ermöglicht werden. „Es gibt verschiedene genetische Erkrankungen, die durch Ernährung und Umweltbedingungen verstärkt werden“, erklärte die Biochemikerin. Sei man in der frühen Kenntnis eines Gens, das eine Krankheit auslöst, könnte man sofort Präventiv-Maßnahmen ergreifen. So sei es möglich, medikamentöse Behandlungen zu umgehen und einzig die Ernährung umzustellen. Jene, die Medikamente benötigen, könnten durch die Analyse des eigenen Genoms, zu wirksameren Therapien gelangen – wiederum durch die einzigartige Reaktion auf gewisse Pharmazeutika.