Aufspüren genetischer Anomalien in Echtzeit durch Fluoreszenz
Unser genetischer Code - die DNS (engl. DNA) - besteht aus Nucleinsäuren. Sie bilden durch Verknüpfung mit Partner-Nucleinsäuren zwei Ketten, die zu der berühmten Doppelhelix-Struktur verdrillt sind. Genetische Probleme entstehen immer dann, wenn diese Bindungsreaktionen nicht in der programmierten Form ablaufen. Die heute zur Erkennung von Gendeformationen verwendeten Diagnostiksysteme bewirken eine Bindung dieser Nucleinsäuren mit einer Referenz-Nucleinsäure und damit eine Hybridisierung. Die Referenz-Nucleinsäure enthält einen Indikator oder Marker (häufig einen Farbstoff), der die Beobachtung des Hybridprodukts und die Erkennung von Anomalien gestattet. Allerdings hat diese Art der Hybridisierung Grenzen im Hinblick auf die Empfindlichkeit, Spezifität und Komplexität sowie die Hybridisierungsbedingungen und die Notwendigkeit zur vorherigen Markierung der Referenz-Nucleinsäure. Bei einem neuen Verfahren zum Aufspüren genetischer Anomalien werden diese Hybridreaktionen in Echtzeit verfolgt. Dabei werden DNS-Moleküle auf einen goldbeschichteten Glas-Sensorchip aufgebracht, der anschließend auf einem Oberflächenplasmonenmikroskop montiert und mit einer Durchflusszelle gekoppelt wird. Danach werden die mit einem speziellen Farbstoff gekennzeichneten komplementären Säuren durch diese Durchflusszelle geleitet. Das System wird zu einer höheren Energie angeregt, und bei einer erfolgreichen Bimdung der Säuren wird die zusätzliche Energie freigesetzt. Diese Energie macht sich als Fluoreszenz bemerkbar, die mit einer geeigneten Bildverarbeitungsanlage aus optischen Komponenten und einer sehr empfindlichen CCD-Kamera in Echtzeit beobachtet werden kann. Dieses System gestattet eine parallele Verfolgung gleichzeitiger Bindungsvorgänge. Die gewonnenen Bilder werden an einen Computer übertragen, wo mit verschiedenen Bildanalyse-Softwareroutinen die Bindungsreaktionen quantifiziert, ihre Geschwindigkeiten ermittelt und jede einzelne Unstimmigkeit problemlos ausfindig gemacht werden kann. Dieses neuartige System hat sich im Prinzip bereits bewährt; jetzt werden Industriepartner gesucht, um die Anwendbarkeit des Verfahrens zum Auslesen des Online-Sensorchips in der Praxis zu testen.
