Auf den Spuren der Bausteine der Evolution

Kaum größer als ein Drucker – mit 100 000 Euro aber deutlich teurer: Der DNA-Sequenzierer erleichtert die Arbeit
Kaum größer als ein Drucker – mit 100 000 Euro aber deutlich teurer: Der DNA-Sequenzierer erleichtert die Arbeit
Foto: IKZ
Was wir bereits wissen
Der Standort Iserlohn verfügt ab sofort als einzige FH Deutschlands über einen DNA-Sequenzierer. 100000 Euro wurden in das Gerät investiert, das nun in Forschung und Lehre zum Einsatz kommt

Iserlohn..  Beinahe zehn Jahre arbeiteten rund 150 Forscher an dem Mammut-Projekt, das am Ende drei Milliarden US-Dollar verschlang: Als das erste menschliche Genom sequenziert und die Ergebnisse 2001 veröffentlicht wurden, steckte die Technik dafür noch in den Kinderschuhen. Die Entschlüsselung des Erbguts, der menschlichen DNA, war eine langwierige Aufgabe – und lieferte der modernen Medizin eine gänzlich neue Basis für weitere Forschungen.

Kosten und Arbeitsaufwand drastisch minimiert

Seitdem hat sich viel getan. Kosten und Aufwand für die Sequenzierung sind dramatisch gesunken – und auch die notwendigen Gerätschaften haben sich verändert, sind kleiner und effizienter geworden. Der DNA-Sequenzierer, den die FH Südwestfalen jetzt für den Standort Iserlohn angeschafft hat, unterscheidet sich optisch und von der Größe her kaum von einem Drucker – und bietet ab sofort den Forschern und Studenten der Bio- und Nanotechnologie eine breite Palette neuer Möglichkeiten.

Rund 100000 Euro hat der Sequenzierer gekostet. „Es ist, als ob man in einem Buch lesen würde. Mit diesem Gerät können wir quasi die einzelnen Buchstaben der Erbsubstanz automatisch ermitteln“, beschreibt Dr. Gretel Louise Chometon-Luthe, Lehrkraft im Bereich Naturwissenschaften, die Funktion.

Stark vereinfacht funktioniert das Ganze dann so: Mit einer Pipette wird DNA auf einen Chip aufgetragen. Auf diesem finden sich zwischen 1,4 und sechs Millionen mikroskopisch kleiner Löcher. Die einzelnen Sequenzen sind an Kugeln gebunden – und setzten sich nach dem „Durchmischen“ in einer Zentrifuge in den kleinen Mulden ab.

Der Sequenzierer liest dann die auf dem Chip aufgetragene gereinigte DNA aus und bestimmt hierzu die Basen-Abfolge in zerkleinerten DNA-Molekülen. Effektiv nutzbar ist dieses Verfahren vor allem im Zusammenhang mit der Untersuchung von Krankheiten – und der späteren Entwicklung passgenauer Medikamente für Patienten, die etwa an Krebs oder Diabetes leiden.

„Bei einem Tumor beispielsweise sind Zellen auf eine bestimmte Weise mutiert“, erklärt Chometon-Luthe. „Mit der Analyse lassen sich Hinweise finden, ob ein Patient auf eine bestimmte Therapie reagiert. So lassen sich Heilungschancen verbessern und Nebenwirkungen von Medikamenten ausschließen.“

Veränderungen des Erbguts sind mit Gerät nicht möglich

„Man kann sich die DNA ein wenig wie eine Landkarte vorstellen. Heute lassen sich vielleicht 30 Krankheiten wie Länder eingrenzen. In zehn Jahren könnten es schon 500 sein“, glaubt Laboringenieur Martin Poschmann. Einfluss auf das Erbgut nehmen lässt sich mit dem Sequenzierer aber nicht – „wir können die DNA nur lesen und schauen, wie sie sich verändert“, so Poschmann weiter. „Im Prinzip ist das, was wir machen also Grundlagenforschung.“

Bis zu einer Million DNA-Sequenzen kann der Sequenzierer gleichzeitig auslesen. Bei einem ersten Projekt haben Studenten menschliche Hautzellen mit dem Gerät auf Stressanzeichen untersucht. Die FH Südwestfalen ist bislang die einzige Fachhochschule in Deutschland, die über einen DNA-Sequenzierer verfügt.