Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Entscheidender Schritt für medizinische Diagnostik

06.03.2015

Diamant-Sensor macht einzelne Proteine in natürlicher Umgebung sichtbar

Proteine sind die zentralen Bausteine des Lebens. Zellen beispielsweise sind aus einer Vielzahl verschiedener Proteinen zusammengesetzt. Ihr Zusammenspiel bestimmt praktisch alle wichtigen biologischen Funktionen und entscheidet über Gesundheit beziehungsweise Krankheit von Organismen.


Dank des neuen Verfahrens zur Sichtbarmachung von Proteinen wird es möglich, die Spinresonanz-tomographie auf einzelne Zellen und deren Bestandteile zu übertragen.

Universität Stuttgart

Proteine selbst bestehen aus vielen Tausend Atomen, deren genaue Anordnung die Funktionsweise des Proteins bestimmt. Entsprechend begehrt sind Verfahren, die es erlauben, die genaue Form und Dynamik von Proteinen in ihrer natürlichen Umgebung zu untersuchen.

Ein internationales Forscherteam der Universität Stuttgart und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ist dabei nun einen entscheidenden Schritt vorangekommen. Darüber berichtet die Zeitschrift Science in Ihrer Ausgabe vom 6. März 2015.

Der Gruppe um Prof. Jörg Wrachtrup vom 3. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart und Prof. Jiangfeng Du ist es gelungen, mit einem neuen Verfahren einzelne Proteine in natürlicher Umgebung sichtbar zu machen. Dazu haben sie einen neuen Sensor benutzt, der auf einzelnen Defekten in Diamant beruht.

Die Defekte können Magnetfelder in ihrer Umgebung nachweisen und sind zum Beispiel empfindlich genug, um das Feld einzelner Elektronen detektieren zu können. Dies haben die Forscher ausgenutzt, um die Proteine sichtbar zu machen. Von Natur aus sind nur wenige Proteine magnetisch, das heißt, weisen einzelne Elektronenspins auf.

Die Forscher haben daher die Zielproteine mit einem Molekül markiert, das ein magnetisches Moment aufweist und dann in die Nähe des Sensors gebracht. Auf diese Weise konnten sie nicht nur das Protein nachweisen, sondern auch Informationen über die Konformation des Proteins sowie dessen Dynamik gewinnen.

Beide Informationen sind entscheidend, um das Zusammenspiel von Proteinen zu untersuchen, und lassen sich mit dem Verfahren erstmals mit der von den Forschern gezeigten Empfindlichkeit und räumlichen Auflösung nachweisen.

Die Methode der Forscher lässt sich mit den bekannten Verfahren der optischen Mikroskopie verbinden und auf nicht markierte Proteine übertragen. Mit den jüngst erreichten Fortschritten in der räumlichen Auflösungen der optischen Mikroskopie lassen sich Proteine in ihrer natürlichen Umgebung detailliert untersuchen. Damit wird eines der bekanntesten Verfahren der klinischen Diagnostik, nämlich die Spinresonanztomographie, auf einzelne Zellen und deren Bestandteile die Proteine übertragen.

Originalpublikation:
Fazhan Shi,Qi Zhang, Pengfei Wang, Hongbin Sun, Jiarong Wang, Xing Rong, Ming Chen, Chenyong Ju, Friedemann Reinhard, Hongwei Chen, Jörg Wrachtrup, Junfeng Wang, Jiangfeng Du,:
Single-protein Spin Resonance Spectroscopy under Ambient Conditions
http://www.sciencemag.org/content/347/6226/1135

Weitere Informationen:
Prof. Jörg Wrachtrup, Universität Stuttgart, 3. Physikalisches Institut, Tel. ++49.(0)711/685-65278,
E-Mail: j.wrachtrup (at) physik.uni-stuttgart.de
Andrea Mayer-Grenu, Universität Stuttgart, Abt. Hochschulkommunikation, Tel. 0711/685-82176,
E-Mail: andrea.mayer-grenu (at) hkom.uni-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Neues DaVinci-OP-System: Universitätsmedizin Mainz erweitert Spektrum an robotergestützten OP´s
03.02.2017 | Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Deutschlandweit erste Installation: Kompakter Roboter assistiert bei MRT-geführter Prostatabiopsie
02.02.2017 | Universitätsklinikum Leipzig AöR

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie