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27. Mai 1997
Bibliotheken fuer Biomolekuele
Ulmer Polymerforscher auf der ACHEMA'97
Neueste Trends der stoffumwandelnden Industrie - von der chemischen und pharmazeutischen ueber Lebensmittel- und keramische Industrie bis zur Werkstofftechnik - sind alle drei Jahre auf der ACHEMA in Frankfurt am Main zu sehen. Dreieinhalbtausend Aussteller aus fast 50 Laendern und eine runde Viertelmillion Besucher erwartet der Veranstalter, die Deutsche Gesellschaft fuer chemisches Apparatewesen, chemische Technik und Biotechnologie e.V., zur nunmehr 25. ACHEMA vom 9. bis 14. Juni 1997.
Die Universitaet Ulm - schon 1994 mit zwei Exponaten vertreten - reist zur Jubilaeums-ACHEMA in der Mehrfachfunktion eines Ausstellers, Koordinators und Organisators. Die Ulmer Beitraege lieferte die Sektion Polymere (Leiter Prof. Dr. Hartmut Seliger; Kontaktpartner: Dr. Michael Hinz, Dr. Raoul Bader, Dipl.-Chem. Juergen Simanowski). Messe-Kompagnon ist die Universitaet Heidelberg.
Schluesselmolekuele
Die Ulmer Wissenschaftler praesentieren zwei schnelle, einfache und kostenguenstige Methoden zur Erstellung von Oligonucleotid-Bibliotheken. "In allen biologischen Systemen", so das Informationsblatt zum Exponat, "spielen Prozesse, die auf der spezifischen Erkennung von Molekuelen oder Strukturen beruhen, eine Schluesselrolle." Meist handelt es sich bei diesen Schluesselmolekuelen um (Bio-)Polymere, mehr oder minder lange, zum Teil in sich verknaeulte Molekuelketten, zusammengesetzt aus wenigen einander aehnlichen Grundbausteinen, den Monomeren. Durch immer neue Variationen in der Anordnung der Monomere, ihrer Sequenz, und der Kettenlaenge kann eine Vielzahl unterschiedlichster Molekuele aufgebaut werden, was die hohe Spezifitaet der Wechselwirkungen ermoeglicht.
Solche Monomerketten kann man synthetisch erzeugen und systematisch ordnen und verfuegt dann ueber eine "Sequenz-Bibliothek" beziehungsweise, wenn es sich um eine Sammlung von kurzen Biopolymersequenzen, von Oligonucleotiden handelt, ueber eine Oligonucleotidbibliothek. Diese Bibliotheken lassen sich grob einteilen in solche mit kontinuierlicher und diskontinuierlicher Anordnung der Makromolekuele. "Kontinuierlich" heisst in diesem Zusammenhang, dass die einzelnen Sequenzen in festgelegter Anordnung auf der Oberflaeche des Traegermaterials - z.B. einer Glasplatte, einer Folie oder eines Chips - stehen, wie die Buecher im
Regal. Diskontinuierliche Bibliotheken dagegen werden nicht auf einer durchgaengigen Traegerflaeche, sondern auf separaten Traegerpartikeln angelegt: eine Partikel, gewissermassen ein Staender, fuer jede einzelne Oligomersequenz.
Patente Parallelsynthese
Ein Polypropylenstreifen bildet die Unterlage fuer die kontinuierliche Variante der Ulmer Oligonucleotidbibliotheken. In einer speziellen Synthesekammer, von den Polymerforschern als Ergaenzungsmodul fuer kommerziell erhaeltliche DNA-Synthesizer konzipiert, wird die Folie zunaechst chemisch vorbehandelt (durch Oxidations/Reduktions-Reaktionen mit Hydroxylgruppen). Anschliessend koennen die Oligonucleotide in der gewuenschten Anordnung synthetisiert werden, und zwar gleich mehrere Sequenzen parallel, also im gleichen Arbeitsgang. Es entsteht jeweils ein laengerer Sequenzbereich, beispielsweise nach dem Muster eines Genabschnitts, den man naeher erforschen will. Diese Ulmer Folienbibliotheken empfehlen sich speziell fuer diagnostische Anwendungen. Am Beispiel einer Punktmutation in einem Abschnitt des fuer die Krebsentstehung so bedeutsamen p53-Gens, die mit Hilfe ihrer kontinuierlichen Bibliothek aufgedeckt werden kann, demonstrieren die Forscher den Nutzen ihrer Entwicklung. Das arbeit- und zeitsparende Parallelsyntheseverfahren wurde inzwischen zum Patent angemeldet.
Teilen - Synthetisieren - Mischen
Alle denkbaren Sequenzen einer vorgegebenen Laenge - z.B. 65536 Sequenzen der Laenge 8 - auf separaten Traegerpartikeln erzeugen die Ulmer Polymerspezialisten nach dem Schema "Teilen - Synthetisieren - Mischen". Dazu werden die Traegerteilchen zunaechst in vier Portionen aufgeteilt. Es folgt der erste Syntheseschritt, der Anbau des ersten Nucleotids an die Traeger, wobei vier Toepfchen jeweils eine der vier moeglichen Basen Adenin, Cystein, Guanin oder Tyrosin beigesetzt wird, so dass nach Ablauf der Synthese jede Partikel des gleichen Toepfchens die gleiche Base bzw. das gleiche Nucleotid traegt. Nun werden alle vier Portionen zusammengeschuettet, durchgemischt und anschliessend erneut auf vier Toepfe verteilt. Jeder Topf enthaelt jetzt also nicht mehr identische, sondern vier verschiedene Typen von Molekuelen, deren jedes aus dem Traegerteilchen plus einem Nucleotid besteht. Diesen Dreischritt, besagtes "Teilen - Synthetisieren - Mischen", wiederholen die Forscher so oft, bis sie bei der gewuenschten Oligomerlaenge angekommen sind - in unserem Beispiel also achtmal. Das Endergebnis ist ein Oligonucleotidpool mit garantiert saemtlichen moeglichen Sequenzen darin und garantiert nur genau einer Sequenz pro Traegerteilchen.
Wer Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungen, etwa im Rahmen von Kommunikationsprozessen zwischen Zellen, untersuchen will, der duerfte beim Griff in die diskontinuierliche Olgionucleotidbibliothek, die "Synthetic Oligonucleotid Combinatorial Library", fuendig werden.
Den Nachweis der Funktionstuechtigkeit ihres Syntheseverfahrens liefern die Polymerforscher mit Hilfe fluoreszenzmarkierter Oligonucleotid-Molekuele.
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Biologie, Chemie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Informationstechnik, Medizin
überregional
Es wurden keine Arten angegeben
Deutsch
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