Forscher wollen DNA-Analyse beschleunigen

Ein Team aus Wissenschaftlern von MIT und Harvard University will das ultradünne Material Graphen einsetzen, um neuartige DNA-Analyseverfahren voranzubringen. Mit der sogenannten Nanoporen-Sequenzierung lassen sich lange Erbgutstränge deutlich schneller erfassen als mit bisherigen Verfahren, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.

Bei dem Prozess wird ein langer DNA-Strang durch ein klitzekleines Loch in einer Membran gezogen, die in einer unter Spannung stehenden Salzlösung steckt. Ionen bewegen sich von einer Seite der Membran auf die andere und erzeugen so elektrischen Strom. Mit jeder der vier verschiedenen DNA-Basen, die sich durch die Nanoporen bewegen, verändert sich die Stromstärke um einen eindeutigen Wert. Dieser lässt sich dann sehr schnell auslesen.

Momentan basieren die Nanoporen für die DNA-Sequenzierung normalerweise aus Bakterien-Proteinen oder werden in Membranen aus Silizium-Nitriden geätzt. Solche Membranen sind dann zwischen 20 und 30 Nanometern dick. Da der Abstand zwischen zwei DNA-Basen 0,5 Nanometer beträgt, bleiben dabei allerdings 40 bis 60 Basen gleichzeitig in der Pore stecken.

Eine dünnere Membran wie Graphen könnte deshalb ein deutlich genaueres Auslesen erlauben. Das Material ist in einer einzelnen Schicht nur einen Nanometer dick – atomdick, wie die Forscher sagen. Das wäre "die dünnste Membran, die je für dieses Problem eingesetzt wurde", erläutert der Harvard-Physikprofessor Jene Golovchenko, der das Projekt im Nanoporen-Labor der Hochschule leitet.

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