Высокочувствительный анализ белков: биосенсорный чип ставит диагноз

-->

В борьбе с раком и другими болезнями точный анализ специфических белков может указать путь к адресной терапии. Ученые Мюнхенского технического университета (Technische Universitaet Muenchen – TUM. Германия) совместно с Фуджитсу Лэборэтриз (Fujitsu Laboratories), Япония, разработали новый биосенсорный чип, который не только распознает белки, характерные для определенных болезней, но и показывает изменения, произошедшие в них под воздействием заболевания или лекарственных препаратов.

Иммунная система человека распознают патогены по специфическим белкам на их поверхности. Такой принцип распознавания широко распространен в биологии и уже начинает применяться при проведении медицинских анализов. Однако подобные тесты требуют относительно большого количества материала исследуемого образца, а многие проблемы вообще не могут быть исследованы в рамках такого подхода. Для некоторых анализов белок-мишень должен быть химически модифицирован реагентами. Это требует как времени, так и квалифицированных специалистов. Ученые из Института Вальтера Шоттки (Walter Schottky Institute) Мюнхенского технического университета создали биосенсор в сто раз более чувствительный, чем доступные сейчас системы, определяющие характерные для клинической картины того или иного заболевания белки.

Биосенсорный чип содержит несущие отрицательный заряд молекулы синтетической ДНК, находящиеся в водном солевом растворе. Длинные молекулы ДНК одним концом связаны с поверхностью золота. Свободный конец помечен флуоресцентным маркером, и, таким образом, доступен для оптического наблюдения. На этом же конце молекулы ученые могут поместить «захватывающий зонд» – молекулу, соответствующую интересующему их конкретному белку по известному в биологии принципу «ключ-замок». Переменные электрические потенциалы приводят молекулы ДНК в движение, постоянно переводя их из «стоячего» в «лежачее» положение, регулярными изменениями сильно ограниченного, но интенсивного поля. Если нужный белок присутствует в материале образца, помещенного в биосенсор чипа, он свяжется с молекулой-«ключом». А так как это делает цепочки ДНК значительно тяжелее, их «качание» станет заметно медленнее. Точное подтверждение идентичности связанного белка может быть выведено из количественных характеристик этого движения, так как на качание молекул ДНК оказывают влияние как размер, так и форма белка.

Подход немецких ученых является уникальным по своей возможности не только определять концентрацию нужного белка, но и показывать, изменен ли он болезнью или воздействием лекарственного препарата. В настоящее время ученые работают над чипом, способным анализировать 24 различные белка параллельно.

«Возможность анализировать одновременно по нескольким параметрам большое количество белков представляет собой значительный шаг вперед», – говорит руководитель проекта доктор Ульрих Рант (Ulrich Rant). Рант – научный сотрудник лаборатории профессора Герхарда Абштрайтера (Gerhard Abstreiter) в Институте Вальтера Шоттки, центральном институте Мюнхенского технического университета, исследования в котором сосредоточены на фундаментальной физике полупроводниковой электроники.

Важными сферами применения такого биосенсорного метода, названного учеными TUM «switchSENSE», являются медицинская диагностика, разработка фармацевтических препаратов и исследования в области протеомики. В конечном итоге он может прийти в кабинет врача в качестве простого и быстрого метода диагностики инфекционных заболеваний.

Рант и члены его группы уже основали стартовую компанию для коммерциализации своего изобретения, поддержанную Мюнхенским техническим университетом и их промышленным партнером Fujitsu Laboratories Ltd. Они также получили дополнительную поддержку в рамках программы EXIST, финансируемой Федеральным министерством экономики и технологии Германии. К концу 2010 года ученые планируют завершить разработку досерийного образца своего прибора и провести ряд совместных проектов с заказчиками в области биотехнологии и фармацевтики.

Посмотреть видео

Аннотация к статье «Detection and Size Analysis of Proteins with Switchable DNA»

Оригинал статьи Hoch empfindliche Protein-Diagnose: Bio-Chip erkennt Krankheiten

Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

http://portal.mytum.de/…ocument_view