DNA-Labor im USB-Stick
Organische Halbleiter für schnelle und preiswerte DNA-Teilsequenzierung
Der Bio-Ingenieur Christofer Toumazou hält das Patent für einen organischen Halbleiter in einem USB-Stick, mit dem man definierte DNA-Teile rasch analysieren und auf jedem PC auswerten kann. Für seine Entwicklung hat er den diesjährigen Erfinderpreis des Europäischen Patentamtes in der Kategorie Forschung erhalten. Damit ist es möglich festzustellen, ob sich Genabschnitte krankhaft verändert haben oder wie Medikamente auf diese Genstränge wirken.
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– mehr über Christofer Toumazou und seinen preisgekrönten organischen Halbleiter – hier
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Der organische Halbleiter wertet bestimmte Bereiche des genetischen Codes über elektrische Signale aus. In den Kammern des Chips liegen verschiedene biochemische „Primer“ vor – also genetische Vergleichsstücke. Wenn ein bestimmter „Primer“ zum originalen Strang der DNA passt, dann wird dabei ein Wasserstoff-Ion erzeugt – der Prozess wird Hydro-Acidation genannt. Diese Ionen sind elektrisch leitend und lassen sich daher messen. Je mehr Wasserstoff-Ionen gemessen werden, desto größer ist die Übereinstimmung des Abschnitts mit dem Primer. Allerdings setzen sich die Stränge meist aus nur wenigen Basen zusammen, das bedeutet: Die Signale der wenigen Ionen sind sehr schwach und kaum messbar. Für eine Auswertung müssen die Stränge daher vielfach kopiert und der Prozess oft wiederholt – also verstärkt – werden. Dieser Prozess geschieht in den zahlreichen Kammern auf dem Chip.
Ein möglicher Anwendungsfall für den USB-Stick aus der künftigen Arztpraxis: Wir wissen heute, dass selbst bei scheinbar gleichen Krebsarten Chemo-Therapien individuell unterschiedlich wirken und daher nicht zum gleichen Erfolg führen. Deshalb gibt es unterschiedliche chemische Behandlungsmethoden. Wir wissen aber vielfach nicht, warum das so ist. Doch jetzt kann der Mediziner über den Gentest mit dem USB-Stick vorab feststellen, welches Medikament bei einem Patienten die beste Wirkung verspricht – nämlich die beste Verbindung im individuellen Gen eingeht. Auf der Grundlage des Gentests kann er dann eine gezielte, personalisierte Therapie festlegen.
Erstausstrahlung: Juni 2014
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