Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gift aufspüren mit DNA-Stücken

19.11.2012
Spezielle Biomoleküle, die an ganz speziellen Stoffen andocken, werden zum wertvollen Werkzeug für die Lebensmittelsicherheit.

Nicht überall gibt es Chemielabors, in denen man die Sicherheit von Lebensmitteln testen kann. Gerade in ärmeren Ländern kommt es immer wieder zu Vergiftungen – etwa durch Toxine, die von Schimmelpilzen erzeugt werden.


Passgenau umschließt der Aptamer das Zielmolekül
Fdardel (Wikimedia Commons) Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

Die Lösung dafür könnte in einer ganz besonderen Klasse von Biomolekülen liegen: Den Aptameren. Die Technische Universität Wien startet in Kooperation mit der Universität für Bodenkultur am Interuniversitären Department für Agrarbiotechnologie (IFA-Tulln) ein neues Projekt zur Erforschung und Entwicklung dieser innovativen Klasse von Molekülen.

Wie Schlüssel und Schloss

Aptamere sind kurze DNA-Sequenzen, die aufgrund ihrer besonderen dreidimensionalen Struktur ein spezifisches Zielmolekül erkennen können. Wie ein Schloss, das nur mit einem bestimmten Schlüssel aufgesperrt werden kann, binden Aptamere nur an ganz bestimmte Zellen, Proteine oder Kohlehydrate. Auch für kleinere Moleküle, etwa Antibiotika oder unterschiedliche Gifte, lassen sich genau passende Aptamere herstellen.

„Die Aptamere erkennen ihre Bindungspartner mit sehr hoher Spezifität, sodass selbst sehr ähnliche Substanzen unterschieden werden können“, sagt Kurt Brunner. Er ist derzeit sowohl an der TU Wien als auch am Interuniversitären Department für Agrarbiotechnologie (IFA Tulln) tätig. Diese beiden Forschungsinstitutionen werden gemeinsam mit der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) in den nächsten Jahren an Aptameren forschen.

Evolution im Bioreaktor

Aptamere, die zu einem ganz bestimmten Molekül passen, lassen sich nicht einfach am Reißbrett planen. Man gewinnt sie durch einen Prozess, der der natürlichen Evolution ähnelt: Man beginnt mit einer Vielzahl verschiedener DNA-Stränge, die sich unterschiedlich gut an das gewünschte Zielmolekül binden. Jene DNA-Stränge, die am besten passen, werden vervielfältigt. Nach zahlreichen Runden der Entwicklung bleiben schließlich nur noch die bestbindenden Aptamere übrig, und die können dann eingesetzt werden, um die Zielmoleküle mit hoher Zuverlässigkeit nachzuweisen.

Vergiftungen durch Schimmelpilze

Derzeit werden am IFA-Tulln Aptamere zur Erkennung von Aflatoxinen entwickelt. Aflatoxine sind giftige Produkte von Schimmelpilzen, die vor allem auf Getreide und Nüssen aber auch zahlreichen anderen Feldfrüchten vorkommen. Diese Pilzgifte sind akut lebertoxisch und können bei chronischer Aufnahme zu Krebs führen. Die hohe Giftigkeit dieser Substanzen führte zu strengen Regelungen und Kontrollen in beinahe allen Industrieländern.

Wesentlich schwieriger ist aber die Situation in Entwicklungsländern. Aflatoxine treten vorwiegend in wärmeren Zonen auf, jedoch fehlt genau dort das Geld und die Möglichkeit zur flächendeckenden Kontrolle von Lebensmitteln. Immer wieder werden lokal gehäufte Vergiftungsescheinungen in Afrika beobachtet, Kinder sind davon meist am stärksten betroffen.

Schnelltests für Mais

Mit den neuen Aptameren für Aflatoxine werden kostengünstige Schnelltests für das Grundnahrungsmittel Mais entwickelt. Diese Tests sind besonders einfach in ihrer Anwendung und sehr unempfindlich gegen äußere Einflüsse wie zum Beispiel große Hitze oder lange Lagerzeiten.

Die Finanzierung dieser Entwicklungen erfolgt über CIMMYT, ein in Mexiko ansässiges Zentrum zur Verbesserung der Qualität von Mais und Weizen in weniger entwickelten Ländern. CIMMYT wiederum wird zu beträchtlichen Teilen von der bekannten Bill und Melinda Gates Stiftung finanziert. Erste Testprototypen, die auf selbstentwickelten Aptameren basieren, sollen bereits in zwei Jahren zur Verfügung stehen.

Mehr über das Interuniversitäre Department für Agrarbiotechnologie (IFA):
http://www.ifa-tulln.ac.at/
Das IFA-Tulln ist ein Department unter der Leitung der Universität für Bodenkultur Wien, in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Wien und der Veterinärmedizinischen Universität Wien am Technopol-Standort-Tulln

Bilderdownload: http://www.tuwien.ac.at/dle/pr/aktuelles/downloads/2012/dna

Rückfragehinweis:
Dr. Kurt Brunner
Institut für Verfahrenstechnik und Technische Biowissenschaften, TU Wien,
Interuniversitären Department für Agrarbiotechnologie (IFA-Tulln)
T: +43-664-605883456
kurt.brunner@tuwien.ac.at
Aussender:
Dr. Florian Aigner
Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Technische Universität Wien
Operngasse 11, 1040 Wien
T: +43-1-58801-41027
florian.aigner@tuwien.ac.at

Dr. Florian Aigner | Technische Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.tuwien.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

nachricht Virologen der Saar-Uni entdecken neuen Mechanismus, der die Hautkrebs-Entstehung begünstigt
23.06.2017 | Universität des Saarlandes

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der Form eine Funktion verleihen

23.06.2017 | Informationstechnologie

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Rudolf-Virchow-Preis 2017 – wegweisende Forschung zu einer seltenen Form des Hodgkin-Lymphoms

23.06.2017 | Förderungen Preise