Sammeln, auswählen und vervielfältigen: Diese Arbeitsschritte gehören zum Alltag in Biolaboren, um DNA-Abschnitte von Krankheitserregern oder Proben von Versuchstieren und Patienten zu analysieren. Amerikanische Forscher nun einen Biochip entwickelt, auf dem diese Vorgänge gebündelt und einfach durchzuführen sind. Dieses leistungsfähige Minilabor präsentieren sie auf einer Fachtagung der “American Society for Microbiology” in New York.
“Man kann diesen Chip an irgendjemanden geben, der keine labortechnische Erfahrung hat, und er kann damit arbeiten”, betont Nathan Cady, Mikrobiologe von der Cornell University, den Vorteil des kleinen Biochips. Besonders für medizinische Einsätze in Gebieten, in denen kein gut ausgestattetes Labor zur Verfügung steht, verspricht dieser Biochip gute Analysemöglichkeiten.
Zwei Bereiche passen bisher auf das rund zwei mal vier Zentimeter messende Minilabor. Im ersten werden die DNA-Abschnitte aus einer Probe gesammelt und direkt für die weitere Behandlung vorbereitet. Erst nach dieser automatischen Aufbreitung, für die bisher ein separater Arbeitsschritt im Labor nötig gewesen war, können die ausgwählten Ergbut-Sequenzen im zweiten Bereich den Chips über eine so genannte PCR (Polymerase Chain Reaction) vervielfältigt werden.
PCRs bilden den Schlüssel für eine Vielzahl von Untersuchungen in der Mikrobiologie. So entwickelten beispielsweise Hamburger Mikrobiologen vom Bernhard-Nocht Institut für die Identifizierung des SARS-Erregers erst eine passende PCR.
Aufbauend auf ihren Ergebnissen wollen die Cornell-Forscher nun sogar einen dritten Arbeitsschritt auf dem Biochip integrieren. In diesem sollen zugeführte Farbstoffe zu einer Fluoreszenz von Proben führen, um direkt die Gegenwart bestimmer Erbgutstränge anzeigen zu können. Abstriche von Patienten oder Blutproben könnten so sehr viel schneller als heute auf bestimmte Krankheitserreger untersucht werden.
Doch wie das Beispiel SARS zeigt, muss eine PCR für bisher unbekannte Erreger erst angepasst werden. Die Leistung der Hamburger Forscher lag genau in der Entdeckung des so genannten Primers für eine PCR. “Wir können mit unserem Chip gut jeden Organismus detektieren, sobald wir den passenden Primer dafür haben”, sagt daher auch Nathan Cady.
Jan Oliver Löfken
