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 Wie Krebszellen Winterschlaf halten
16.07.2018 | Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden

nachricht Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit
16.07.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Im Focus: Neue Steuerung der Zellteilung entdeckt

Wenn eine Zelle sich teilt, werden sämtliche ihrer Bestandteile gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt. UZH-Forschende haben nun ein Enzym identifiziert, das sicherstellt, dass auch Zellbestandteile ohne Membran korrekt aufgeteilt werden. Ihre Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, neurodegenerative Krankheiten, Alterungsprozessen und Virusinfektionen.

Man kennt es aus der Küche: Werden Aceto balsamico und Olivenöl miteinander vermischt, trennen sich die beiden Flüssigkeiten. Runde Essigtropfen formen sich,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

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

Vertikales Begrünungssystem Biolit Vertical Green<sup>®</sup> auf Landesgartenschau Würzburg

16.07.2018 | Architektur Bauwesen

Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Krebszellen Winterschlaf halten

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

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