Entwicklungen in der Biotechnologie signalisieren neuen Durchbruch
Die Erforschung der Proteine, die in allen Zellen und Geweben unseres Körpers zu finden sind, ist für die Wissenschaft von ganz besonderem Interesse, da sie ein wesentlicher Bestandteil der meisten biologischen Prozesse sind. Proteine bestehen aus chemisch miteinander verknüpften Aminosäuren, während die kürzeren Aminosäurenabschnitte im Allgemeinen als Peptide bezeichnet werden. Seit einiger Zeit konzentriert sich die Forschung auf die Suche nach synthetischen Peptiden zur Identifizierung oder Nachahmung biologischer Zielstrukturen. Diese Peptide und die mit ihnen in Wechselwirkung stehenden Moleküle sind häufig Gegenstand von Forschungsvorhaben der Biowissenschaften und sie sind von erheblichem medizinischen und pharmazeutischen Interesse. Die Kosten der Peptidsynthese stellen jedoch ein beträchtliches Hindernis für die detaillierte Analyse und den weiteren Fortschritt auf diesem Gebiet dar. Daran soll nun das Projekt PEPCHIPOMICS ("High-density peptide microarrays and parallel on-line detection of peptide-ligand interactions") etwas ändern, das innerhalb des Siebten Rahmenprogramms für Forschung und technologische Entwicklung (RP7) der Europäischen Union unterstützt wird. PEPCHIPOMICS verfolgt das Ziel, Peptidmikroarrays sehr hoher Dichte zu synthetisieren und zu lesen. Die Entwicklungen im PEPCHIPOMICS-Projekt resultierten in einer neuen Hochdurchsatz-Plattform, welche Peptidsynthese, -erkennung und -analyse in einer bislang unerreichten Größenordnung vereint. Diese Peptidmikroarray-Technologie ist in der Lage, auf einem kleinen Objektträger von der Größe einer Briefmarke zwei Millionen verschiedene Peptide zu synthetisieren. Dies reicht aus, um das gesamte menschliche Proteom, d. h. die Gesamtheit der von einem Genom, Zellgewebe oder Organismus exprimierten Proteine, als überlappende Peptide zu exprimieren. Dazu erklärte der Koordinator des Projekts, Professor Søren Buus von der Universität Kopenhagen: "Diese Technologie ermöglicht es uns, große Proteingruppen, etwa das komplette Proteom des Menschen, auf einem einzelnen Objektträger darzustellen. Oder wir können auf diese Weise kleinere Gruppen (auch einzelne Zielstrukturen) unter Einsatz vieler Varianten des interessierenden Peptids weitaus detaillierter untersuchen. Diese Experimente waren in der Vergangenheit unerschwinglich teuer und eine logistische Herausforderung. Wie behält man denn den Überblick über etwa 100.000 Zielstrukturen sowie die damit verbundenen Ergebnisse? Nun sind sie weniger teuer und einfacher zu handhaben. Wissenschaft und Industrie können jetzt bei ihrer Suche nach Zielstrukturen von wissenschaftlichem Interesse und bei ihrer Suche nach neuen Kandidaten für Leitstrukturen umfassende Ansätze auf Peptidbasis (die etwa das gesamte Proteom vertreten) zum Einsatz bringen." Das Projekt konnte Anfang des Jahres Fortschritte verzeichnen und stellte fest, dass mehr als 100.000 Peptide parallel synthetisiert werden könnten, wodurch Interaktionen "anderer Moleküle" nachgewiesen werden können. Diese Forschungsergebnisse bewiesen die Fähigkeit, die Daten zu interpretieren sowie herauszufinden, was diese "anderen Moleküle" eigentlich ausmacht. "Das ist aber erst der Anfang", betont Professor Buus. "Das nächste Ziel besteht darin, die Peptidmikroarray-Technologie mit leistungsstarken markierungsfreien Technologien zu vereinen, welche die Interaktionen zwischen dem Peptidchip und anderen, dem Chip angebotenen Molekülen in Echtzeit erfassen und die Bestimmung der On- und Off-Raten sowie der Stärke der Interaktion gestatten, d. h. von Parametern, die von beträchtlichem Interesse für Biotechnologie, Medizin und Pharmazie sind. Es könnte sogar möglich sein, herauszubekommen, welche Moleküle mit welchen Peptiden interagieren." Sollte es möglich sein, Peptide auf einem Niveau zu behandeln, das mit dem der aktuellen Genomikrevolution Schritt hält, so wird dies wahrscheinlich einen bedeutenden Einfluss darauf haben, auf welche Weise wissenschaftliche und klinische Fragen in Zukunft angegangen und wie biotechnologische und pharmazeutische Probleme gelöst werden können.Weitere Informationen erhalten Sie unter: PEPCHIPOMICS http://pepchipomics.ku.dk/ University of Copenhagen http://www.ku.dk/english
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Dänemark