Vermischtes

Kopien von 100.000 DNA-Sequenzen auf einen Streich

Mittwoch, 1. August 2012

Freiburg – Wissenschaftlern am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg ist es gelungen, ein Verfahren zur Beschleunigung und Optimierung von Genomanalysen zu entwickeln. Mit dem Verfahren von Jochen Hoffmann, Günter Roth und Roland Zengerle lassen sich gleichzeitig hundert­tausend verschiedene DNA-Se­quenzen in einem so genannten Picowell Array von der Größe eines Ein-Cent-Stücks kopieren.*

Dabei handelt es sich um einen Chip mit 100.000 Vertiefungen, in die DNA-Sequenzen so verteilt werden, dass statistisch eine Sequenz in eine Vertiefung kommt. Sämtliche Vertiefungen des Arrays werden mit einem einzigen Mikroskop-Objektträger verschlossen und die DNA-Sequenzen mittels Polymerase-Kettenreaktion vervielfältigt.

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Die dabei entstehenden DNA-Kopien binden an genau der Stelle, die der Position der ursprünglichen Sequenz entspricht, an den Objektträger. Die DNA-Kopien können in den Vertiefungen mit „Next-Generation-Sequenziersystemen“ entschlüsselt werden. Der Objektträger lässt sich zur schnellen und kostengünstigen Analyse kompletter Genome einsetzen, ohne dass hierfür Spezialgeräte oder zusätzliche Übertragungsschritte nötig sind.

Solche Analysen ermöglichen Einblicke in die Regelsysteme eines Organismus. So kann die Analyse einer Tumorzelle beispielsweise Aufschluss darüber geben, welche Signalwege in der Zelle fehlerhaft sind. Dieses Wissen ist in der personalisierten Medizin hilfreich, um Medikamente zielgerichtet auf eine Patientengruppe maßzuschneidern.

Das Projekt wird in den Lab-on-a-Chip-Forschungsgruppen „Arrays“ von Jochen Hoffmann und „Assays“ von Günter Roth fortgeführt. „Lab-on-a-Chip“ ist in Freiburg ein großer Forschungsschwerpunkt, der in enger Kooperation zwischen dem Lehrstuhl für Anwendungsentwicklung und dem Institut für Mikro- und Informationstechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft auf dem Campus der Technischen Fakultät angesiedelt ist.

*online veröffentlicht im Journal Lab on a Chip der Royal Society of Chemistry, siehe  Hoffmann J, Trotter HM, von Stetten F, Zengerle R, Roth G: Solid-phase PCR in a picowell array for immobilizing and arraying 100,000 PCR products to a microscope slide. Lab Chip, 2012, DOI:10.1039/C2LC40534B. © EB/aerzteblatt.de

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