Einzelne Zellen kommunizieren mit ihrer Umgebung. Einen wichtigen Weg dafür bilden die Ionenkanäle in der Zellmembran. Münchener Physiker entwickelten nun einen Biochip, mit dem sie den Ionenfluss durch einzelne Kanäle exakt untersuchen können. Dazu setzten sie die Proteine, aus denen die Ionenkanäle bestehen, einzeln auf die Löcher einer mikroperforierten Glasplatte, berichten sie im Fachblatt Applied Physics Letters (Vol. 81, Art. Nr. 1.1531228).
Diese Proteine bestimmen essenziell die Wege, auf denen Zellen Informationen mit dem gesamten Gewebe des menschlichen Körpers austauschen, schreiben Niels Fertig und seine Kollegen vom Center for NanoScience an der Ludwigs-Maximilians-Universität in München. Die Forscher züchten ausgewählte Hamsterzellen in einer Petrischale und setzen mit einer Pipette tausende dieser Zellen auf eine fünf mal fünf Millimeter kleine Glasplatte. Aus dieser Vielzahl an Zellen wählen sie dann eine einzige aus, die sich auf einem der Mikrolöcher des Glaschips festgesaugt hat.
Elektroden, die sich ober- und unterhalb des Glaschips befinden, können nun die winzigen ionischen Ströme im Picoampère-Bereich durch diese Zelle mit einem genetisch besonders ausgeprägten BK-Typ-Kalium-Kanal gemessen werden. Eine Störung der Messung durch die anderen umgebenden Zellen können die Forscher durch eine effektive elektrische Isolierung ausschließen.
“Diese Entwicklung demonstriert eine erfolgreiche Kombination aus nanotechnologischen Systemen und Zellbiologie”, berichtet Fertig. Die Münchener Forscher sehen in diesem Biochip ein Werkzeug, das wichtige Anwendungen für die Proteomik und die Suche nach neuen Wirkstoffen ermöglicht.
Jan Oliver Löfken
