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Bionik

Muschelkleber für DNA-Chips

Muscheln kleben überall: am hölzernen Bootssteg, am Schiffsrumpf aus Metall, an Steinen oder Artgenossen. Forschern um Philip Messersmith von der Northwestern University in Evanston gelang es nun, diesen Universalleim nachzuahmen und damit DNA-Moleküle auf diversen Substraten zu befestigen.

Moderne Analysestrategien zum Aufspüren und zur Analyse von Biomolekülen sind oft auf einfache, robuste und kostengünstige Methoden angewiesen, mit denen DNA oder Proteine auf Oberflächen fixiert werden. Bei so genannten DNA-Mikroarray-Methoden etwa sind verschiedene DNA-Sonden auf einem Chip angeordnet, die selektiv verschiedene Zielobjekte aus der zu untersuchenden Probe abgreifen sollen. Da bisherige Verankerungsstrategien jedoch sehr spezifisch gewirkt haben und bei anderen Substraten nicht funktionierten, entwickelte das Team um Messersmith ihre universelle Methode: Sie basiert auf muscheltypischen Biopolymeren mit einem hohen Anteil an Catechol- und Aminogruppen. Diese Catecholamin-Polymere synthetisierten die Forscher und legten das gewünschte Trägermaterial anschließend über Nacht in deren Lösung.

Danach haftete das Polymer als dünne Schicht auf allen für DNA-Arrays üblichen Substraten wie Glas sowie anderen, weniger verbreiteten Substraten wie Gold, Platin, Oxiden, Halbleitern und diversen Polymersubstraten. Diese Beschichtung band im Test problemlos DNA-Moleküle, ohne deren biologische Aktivität zu beeinflussen. So lassen sich Mikromuster aus DNA erzeugen – das so genannte DNA-Spotting –, wie sie etwa für DNA-Chips benötigt werden.

Dies funktioniert, weil das Catecholamin-Polymer spezielle Atomgruppierungen enthält, die auf besonders vielfältige Weise verschiedenste Substrate binden können. Eine Vorbehandlung zum Blockieren unspezifischer Bindungen ist dagegen nicht notwendig. Nun soll die neue Beschichtungsstrategie die DNA-Mikroarray-Techniken wesentlich vereinfachen. (dl/ac)
1. KW 2011

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 1. KW 2011

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