Biochips erstmals programmierbar

Das Mannheimer Biotech-Unternehmen febit hat jetzt den nach eigenen Angaben weltweit ersten Biotech-Computer "Geniom one" vorgestellt, mit dem sich Biochips programmieren lassen. Er soll die Analyse von Erbgutinformationen und die Genomforschung beschleunigen. "Mit dieser Technologie besitzen wir weltweit eine absolute Alleinstellung und sind damit sogar den amerikanischen Markführern im Biochip-Bereich einen Schritt voraus", meint Cord F. Stähler, Geschäftsführer von febit.

Bei einem Biochip (auch Gen-Chip genannt) handelt es sich um ein kleines, fingernagelgroßes Plättchen aus Glas oder Silikon mit bis zu 64.000 winzigen quadratischen Testfeldern, auf denen einzelsträngige DNA-Abschnitte angeheftet sind. Auf die Felder bringt der Wissenschaftler die zu analysierende, ebenfalls einzelsträngige DNA-Probe auf, die mit einem Fluoreszenzmarker versehen ist. In der Folge binden die komplementären DNA-Einzelstränge aneinander und produzieren je nach Ausmaß der Komplementarität ein fluoreszierendes Signal auf dem Chip, das durch einen Laserscanner ausgelesen wird. Durch das entstandene Fluoreszenzmuster kann der Forscher Zusammenhänge ablesen, wie zum Beispiel eine Kontrolle für den Verlauf einer AIDS-Erkrankung in Bezug auf die Resistenzentwicklung gegen die eingesetzten Medikamente oder welche Gene sich bei Krebserkrankungen verändern.

Konventionelle Biochips sind jedoch passive Elemente, da sie mit vorgefertigten, standardisierten DNA-Fragmenten beschichtet sind, die sich nicht mehr verändern lassen. Im Gegensatz dazu hat febit eine dreidimensionale Mikrokanalstruktur entwickelt, mit der die verschiedenen DNA-Fragmente nach Vorgaben und Bedürfnissen des Anwenders individuell am Bildschirm zusammengestellt und in dem DNA-Prozessor auf den Biochip aufgebracht werden können. Dieser Prozess soll zudem nun nur noch wenige Stunden statt bisher Tage oder Wochen dauern. Der vorgestellte DNA-Prozessor führt alle dafür notwendigen Schritte auf dem Labortisch aus, angefangen von der Herstellung der Biochips, der Zugabe der DNA-Probe bis hin zum Ablesen des Ergebnisses.

Die Anpassungsfähigkeit der programmierbaren, flexiblen Biochips, mit denen sich die Gen-Analysen beschleunigen lassen sollen, eröffnet ein breites Anwendungsspektrum in der genetischen Grundlagenforschung, Medikamentenentwicklung und Diagnostik, wie etwa die Identifizierung Krebs erregender Viren. Getestet wird Geniom derzeit unter anderem auch vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg. "Das Gerät wird uns voraussichtlich nicht nur ein schnelleres, sondern auch ein flexibleres Arbeiten ermöglichen", schätzt Jörg Hoheisel, Leiter der Abteilung Funktionelle Genomanalyse am DKFZ. (Andreas Grote) / (jk)