Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Testprinzip für Keime

07.04.2011
Fluoreszierende DNAzyme als Sonden für bakterielle Stoffwechselprodukte

Keime in Lebensmitteln, Bioterrorismus, Resistenz von Bakterien und Viren – das sind einige Probleme unserer Zeit, die eine möglichst frühzeitige Erkennung von Krankheitserregern besonders wichtig machen.

Während konventionelle Methoden entweder langsam sind oder aufwändige Geräte benötigen, haben Yingfu Li und ein Team von der McMaster University in Hamilton (Ontario, Canada), unterstützt durch das Sentinel Bioactive Paper Network, nun ein besonders einfaches, universelles Fluoreszenz-Testsystem entwickelt, das Keime rasch und spezifisch anhand eines ihrer Stoffwechselprodukte nachweist. Wie die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, muss dazu nicht einmal bekannt sein, auf welche Substanz der Test reagiert.

Traditionell werden Keime mikrobiologisch nachgewiesen, das ist zwar hochgenau, kann aber Tage oder gar Wochen dauern. PCR- oder Antikörper-basierte Methoden sind schnell, benötigen aber viele Arbeitsschritte und eine spezielle Ausrüstung. „Uns schwebte eine besonders einfache, dabei aber rasche und genaue Methode vor“, sagt Li. „Sie sollte zudem universell sein, das heißt, nach dem selben Prinzip sollen sich Tests für jeden beliebigen Keim entwickeln lassen.“

„Wenn ein Krankheitskeim in einem Medium Stoffwechsel betreibt und sich vermehrt, scheidet er eine Vielzahl von Substanzen in seine Umgebung aus. Diese wollten wir nutzen“, so Li. Die Idee: So genannte DNAzyme herstellen, die auf ein keimspezifisches Produkt reagieren. Unter DNAzymen versteht man künstliche einzelsträngige DNA-Moleküle mit katalytischer Aktivität. Aus einem großen Pool von DNA-Molekülen mit zufälliger Sequenz lassen sich durch wiederholte Selektions- und Amplifikationsschritte Moleküle mit der gewünschten Eigenschaft entwickeln.

Herzstück des konzipierten DNAzyms ist ein einzelnes RNA-Nucleotid. Rechts und links davon sind ein Fluoreszenzfarbstoff und ein Quencher angeknüpft. Ein Quencher ist ein Molekül, das die Fluoreszenz eines Farbstoffs auslöscht, wenn er in dessen Nähe ist. Die Forscher entwickelten ein DNAzym, das ein bestimmtes Stoffwechselprodukt von Kolibakterien bindet und dabei seine Form ändert. In dieser veränderten Form hat das DNAzym RNA-spaltende Eigenschaften und schneidet den eigenen Strang an der Stelle, an der sich das RNA-Nucleotid befindet. Damit werden Quencher und Farbstoff getrennt und der Farbstoff beginnt zu fluoreszieren. Die Fluoreszenz zeigt an, dass Kolibakterien in der Probe enthalten sind. Auf andere Bakterien reagiert dieses DNAzym dagegen nicht.

„Über eine gezielte Selektion kann im Prinzip für jeden beliebigen Keim ein spezifisches DNAzym gefunden werden“, so Li. „Dabei ist es weder notwendig, dieses Stoffwechselprodukt zu kennen noch es aus der Probe zu isolieren.“ Mithilfe eines gewöhnlichen Zellkulturschrittes lassen sich die Keime einer Probe vor dem Test vermehren, sodass sich noch eine einzelne Zelle nachweisen lässt.

Angewandte Chemie: Presseinfo 12/2011

Autor: Yingfu Li, McMaster University, Ontario (Canada), http://www.science.mcmaster.ca/biochem/faculty/li/

Angewandte Chemie 2011, 123, No. 16, 3835–3838, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201100477

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neurobiologie - Die Chemie der Erinnerung
21.11.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

nachricht Diabetes: Immunsystem kann Insulin regulieren
21.11.2017 | Universität Basel

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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wasserkühlung für die Erdkruste - Meerwasser dringt deutlich tiefer ein

21.11.2017 | Geowissenschaften

Eine Nano-Uhr mit präzisen Zeigern

21.11.2017 | Physik Astronomie

Zentraler Schalter

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie