Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chip zeigt Mutation an

16.06.2006
DNA-Chips zur raschen und zuverlässigen Identifizierung von Punktmutationen

Manchmal sind es nur winzige Unterschiede, die aus einem normalen Gen ein krankes machen können. Ein einzelnes Nucleotid ist beispielsweise ausgetauscht in einem Genabschnitt, der als Oncogen p53 bezeichnet wird - eine Mutation, die in mehr als 50 % der beim Menschen bekannten Krebsarten gefunden wird. Solche Einzelpunktmutationen zu identifizieren, ist zwar möglich, bislang fehlt jedoch eine rasche, einfache Routinemethode, die zuverlässig und genau genug arbeitet.

Japanische Forscher um Kenzo Fujimoto und Shinzi Ogasawara haben nun einen DNA-Chip zur sicheren Identifikation von Punktmutationen entwickelt.

Erfolgsgeheimnis der neuen Methode, die Basis für eine automatisierte Hochdurchsatz-Diagnostik sein könnte, ist eine photochemische Verknüpfung zweier DNA-Fragmente.

Und so funktioniert der Nachweis: Auf einem Chip werden kurze DNA-Einzelstränge fixiert. Diese "Abfangstränge" sind zu dem Abschnitt der zu analysierenden Einzelstrang-DNA komplementär, in dem sich die interessierende Punktmutation befindet. Der besondere Trick: Der Abfangstrang trägt am Ende ein Nucleotid, das chemisch so verändert ist, dass es bei einer späteren Bestrahlung mit UV-Licht reaktiv wird. Nun wird die Probe auf den Chip gegeben. Die Analyt-DNA bindet an den Abfangstrang. Passen die beiden Gegenstücke perfekt zueinander, geht das sehr schnell. Ein einzelnes "falsches" Nucleotid reicht, um die Paarung etwa tausendmal langsamer zu machen, sodass nach Stoppen der Reaktion nur wenige Abfangstränge besetzt sind.

Im Folgeschritt wird ein weiterer kurzer DNA-Einzelstrang zugegeben, der Sondenstrang. Dieser ist zum nächsten Abschnitt der Analyt-DNA komplementär und kann nur dann andocken, wenn Analyt-DNA am Abfangstrang gebunden ist. Nun kommt das UV-aktivierbare Nucleotid ins Spiel: Wird der Chip bestrahlt, reagiert es mit dem benachbarten Ende des Sondenstrangs und verknüpft Abfang- und Sondenstrang fest miteinander. Auch nach dem Abwaschen der Analyt-DNA vom Chip bleibt der so angekuppelte Sondenstrang haften. Die Sondenstränge tragen Biotin, eine Art chemischen "Haken". Im Folgeschritt wird ein Fluoreszenfarbstoff zugegeben, der die dazu passende "Öse" (Streptavidin) trägt. Eine starke Fluoreszenz auf dem Chip zeigt an, dass viele Probe-DNA-Moleküle gebunden hatten, ihre Sequenz damit genau zum Abfangstrang passte. Minimale Fluoreszenz bedeutet sehr langsame Strangpaarung, die Probe-DNA ist verändert.

"Während bereits eine Vielzahl enzymatischer Verknüpfungsmethoden von DNA-Fragmenten entwickelt wurde, sind lichtinduzierte Verknüpfungen bisher selten," sagt Fujimoto. "Ihr Vorteil liegt auf der Hand: Die photochemische Methode kommt ohne zusätzliche Reagentien aus. Vor allem aber kann sie über die Art und Weise der Bestrahlung räumlich und zeitlich sehr genau kontrolliert werden. Derartige Photoligationen können ein wirksames Instrument für das DNA-Design und die Nanotechnologie sein."

Autor: Kenzo Fujimoto, Japan Advanced Institute of Science and Technology, http://www.jaist.ac.jp/~kkgi/thisyear/soe/00331soe.html

Angewandte Chemie: Presseinfo 23/2006

Angewandte Chemie 2006, 118, No. 27, 4624-4627, doi: 10.1002/ange.200600790

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

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

Weitere Berichte zu: Analyt-DNA Mutation Nucleotid Punktmutation Sondenstrang

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Enzyme besser nutzen: Neues Forschungsprojekt an der Jacobs University Bremen
19.09.2018 | Jacobs University Bremen gGmbH

nachricht Unordnung kann Batterien stabilisieren
18.09.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Im Focus: Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

Feuert man Lichtpulse aus einer extrem starken Laseranlage auf Materialproben, reißt das elektrische Feld des Lichts die Elektronen von den Atomkernen ab. Für Sekundenbruchteile entsteht ein Plasma. Dabei koppeln die Elektronen mit dem Laserlicht und erreichen beinahe Lichtgeschwindigkeit. Beim Herausfliegen aus der Materialprobe ziehen sie die Atomrümpfe (Ionen) hinter sich her. Um diesen komplexen Beschleunigungsprozess experimentell untersuchen zu können, haben Forscher aus dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) eine neuartige Diagnostik für innovative laserbasierte Teilchenbeschleuniger entwickelt. Ihre Ergebnisse erscheinen jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review X“.

„Unser Ziel ist ein ultrakompakter Beschleuniger für die Ionentherapie, also die Krebsbestrahlung mit geladenen Teilchen“, so der Physiker Dr. Thomas Kluge vom...

Im Focus: Bio-Kunststoffe nach Maß

Zusammenarbeit zwischen Chemikern aus Konstanz und Pennsylvania (USA) – gefördert im Programm „Internationale Spitzenforschung“ der Baden-Württemberg-Stiftung

Chemie kann manchmal eine Frage der richtigen Größe sein. Ein Beispiel hierfür sind Bio-Kunststoffe und die pflanzlichen Fettsäuren, aus denen sie hergestellt...

Im Focus: Patented nanostructure for solar cells: Rough optics, smooth surface

Thin-film solar cells made of crystalline silicon are inexpensive and achieve efficiencies of a good 14 percent. However, they could do even better if their shiny surfaces reflected less light. A team led by Prof. Christiane Becker from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) has now patented a sophisticated new solution to this problem.

"It is not enough simply to bring more light into the cell," says Christiane Becker. Such surface structures can even ultimately reduce the efficiency by...

Im Focus: Mit Nano-Lenkraketen Keime töten

Wo Antibiotika versagen, könnten künftig Nano-Lenkraketen helfen, multiresistente Erreger (MRE) zu bekämpfen: Dieser Idee gehen derzeit Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der Medizinischen Hochschule Hannover nach. Zusammen mit einem führenden US-Experten tüfteln sie an millionstel Millimeter kleinen Lenkraketen, die antimikrobielles Silber zielsicher transportieren, um MRE vor Ort zur Strecke zu bringen.

In deutschen Krankenhäusern führen die MRE jährlich zu tausenden, teils lebensgefährlichen Komplikationen. Denn wer sich zum Beispiel nach einer Implantation...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Experten der Orthopädietechnik tagen in Göttingen

19.09.2018 | Veranstaltungen

Von den Grundlagen bis zur Anwendung - Internationale Elektrochemie-Tagung in Ulm

18.09.2018 | Veranstaltungen

Unbemannte Flugsysteme für die Klimaforschung

18.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Fester Platz im Unternehmen - 36 Auszubildende und Studierende der Friedhelm Loh Group erhalten Zeugnisse

19.09.2018 | Unternehmensmeldung

Virtual Reality ohne Kopfschmerz oder Simulationsübelkeit

19.09.2018 | Informationstechnologie

Kaiserslauterer Architekten setzen Holzkuppel dank Software einfach wie Puzzle zusammen

19.09.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics