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Genomanalyse: Hochauflösende Mikroskope für Sequenzierung nutzbar

Mit der Kombination zweier hochauflösender Mikroskopieverfahren lässt sich der Vier-Buchstaben-Kode unsere Erbguts möglicherweise wie durch eine Lupe direkt ablesen. Dies berichten Volker Deckert und sein Team vom Institute for Analytical Sciences in Dortmund.

Herkömmliche Methoden zur DNA-Analyse sind sehr komplex, funktionieren nur indirekt und benötigen eine große Menge Erbmaterial. Deckerts Team gelang es nun mit einer Kombination aus Rasterkraftmikroskopie und Raman-Spektroskopie die Sequenz eines RNA-Strangs, der nur aus der Base Cytosin bestand, direkt abzulesen. Da ein DNA- oder RNA-Strang einen Durchmesser von nur zwei Nanometern hat, muss die Vergrößerung entsprechend stark sein.

Bei der neuen Methode fährt eine winzige versilberte Glasspitze, die vom Mikroskop gelenkt wird, über den RNA-Strang. Ein auf diese Spitze fokussierter Laserstrahl regt den Abschnitt des Strangs an, der gerade abgetastet wird, und versetzt ihn in Schwingungen. Aus dem Spektrum des entstehenden Streulichts (Ramanspektrum) lassen sich genaue Rückschlüsse auf die molekulare Struktur ziehen. Jeder genetische Buchstabe, sprich jede der vier Nukleotidbasen, schwingt anders und erzeugt daher einen charakteristischen spektralen "Fingerabdruck".

Wenn sich die Methode, die als "Spitzenverstärkte Raman-Spektroskopie" (TERS; engl.: Tip-enhanced Raman Spectroscopy) bezeichnet wird, auch auf DNA übertragen lässt, könnte sie die Entschlüsselung des Erbguts erleichtern. Sie liest den Kode direkt – ohne chemische Hilfsmittel oder Umwege – und benötigt zudem nur einen einzelnen DNA-Strang.

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