Schnelle und kostengünstige Low-Tech-Methode für den Nachweis von DNA-Sequenzen

10.12.2019 - USA

Das Studentenprojekt DipGene bietet ein Diagnosewerkzeug, mit dem Gentests so einfach werden wie ein pH-Test. Mit ihrer einfachen und preiswerten Low-Tech-Methode für den Nachweis von DNA-Sequenzen gewannen sie eine Goldmedaille.

Ein studentisches Team der TU Dresden präsentierte erfolgreich sein DipGene-Projekt auf dem jährlichen iGEM Giant Jamboree, der größten Innovationsveranstaltung im Bereich der Synthetischen Biologie, die von der International Genetically Engineered Machine (iGEM) Foundation ausgerichtet wird. Für ihre Gesamtleistung konnten sie eine Goldmedaille gewinnen. Das Giant Jamboree ist der Höhepunkt des jährlichen, weltweiten iGEM Wettbewerbs für Synthetische Biologie, bei dem Studierende molekularbiologische Lösungen für globale Probleme einsetzen.

Jedes Jahr versammelt der Wettbewerb mehr als 6.000 Teilnehmende aus der ganzen Welt, um einzigartige Anwendungen der Synthetischen Biologie zu entwickeln. Immer mit dem Ziel, positive Beiträge für ihre Kommunen und die Gesellschaft insgesamt zu leisten. Über den technologischen Aspekt hinaus werden die Teilnehmenden auf Teamarbeit, Verantwortung, Unternehmertum, Austausch, biologische Sicherheit und mehr bewertet.

Das diesjährige Team der TU Dresden bestand ausschließlich aus Teammitgliedern aus zwei Masterstudiengängen des Center for Molecular and Cellular Bioengineering (CMCB) und umfasste neun Mitglieder aus sieben verschiedenen Ländern, nämlich Indien, Spanien, Russland, Deutschland, Iran, Kolumbien und Ecuador. Mit DipGene stand die Entwicklung einer im Feld anwendbaren sequenzspezifischen Diagnosemethode im Fokus. Das Team konnte zeigen, dass ihre Methode sowohl für Bakterien als auch für humane genomische DNA eingesetzt werden kann, zum Beispiel zum Nachweis einer Prädisposition für monogenetische Erkrankungen. Für die Anwendung in Bakterien ist keine Amplifikation erforderlich, die Methode dauert nur 5-10 Minuten und ist daher viel schneller und kostengünstiger als herkömmliche Labortechniken, wie die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) mit anschließender Gel-Elektrophorese. So könnte die Methode im Labor während der Genmanipulation von Bakterien eingesetzt werden, um korrekte Klone schneller überprüfen zu können. Ziel der zukünftigen Forschung ist es, die Notwendigkeit eines Amplifikationsschrittes zu überwinden, indem sie genomische DNA aus dem Blut isolieren und nicht durch Abstriche der Mundschleimhaut. Auf diese Weise könnte die Methode überall und von jedem angewandt werden, ohne dass teure Laborgeräte benötigt werden.

"Das diesjährige Giant Jamboree war eine spektakuläre Demonstration von harter Arbeit und Einfallsreichtum. Diese Studierenden zeigen der Welt, was möglich ist, wenn wir furchtlos schwierige Probleme angehen und uns für neue Anwendungen im Bioengineering öffnen", sagt Randy Rettberg, Mitbegründer und Präsident von iGEM. "Viele der im Zuge von iGEM entwickelten Projekte werden als Grundlage und Inspiration für wichtige Forschung, einflussreiche Unternehmen und internationales Interesse dienen – diese Teilnehmer sind sicherlich die Führungskräfte von morgen."

Die drei Betreuer aus dem CMCB und der Fakultät für Biologie Dr. Frank Groß, Prof. Thorsten Mascher und Philipp Popp freuen sich sehr über den Teamgeist und den Erfolg des Teams. "Neue wissenschaftliche Ideen von Grund auf neu zu entwickeln und jeden einzelnen Prozess der Projektentwicklung durchlaufen zu müssen, prägt den wissenschaftlichen Nachwuchs enorm – diese Chance im Rahmen des iGEM-Wettbewerbs macht ihn für alle Beteiligten zu einem einzigartigen Erlebnis", so Dr. Philipp Popp, der 2014 selbst an iGEM teilgenommen hatte und bereits das 2017er Team der TU Dresden betreute.

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