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Aminosäuren im Drucker
Neues Laserdruckverfahren für die Herstellung von Peptidchips
Mit dem neuen Peptid-Laserdrucker von PEPperPRINT ist die
schnelle und kostengünstige Herstellung von Peptidchips möglich:
Es öffnet sich ein neuer Weg für die Analyse von Protein-
Prot ein Interaktionen, die Suche nach neuen Proteinliganden
oder die Identifizierung von Antikörpern.
Als die ersten DNA-Chips in den 90er Jahren auf den Markt kamen, revolutionierten sie die Molekularbiologie: Mit ihnen ließen sich gleichzeitig mehrere hundert Gene identifizieren und auf ihre Aktivität untersuchen. Das Verfahren für die Herstellung der DNA-Mikrochips ist mittlerweile in der medizinischen Diagnose gängige Praxis.
Ein ähnlich kostengünstiger und breit anwendbarer Chip für Eiweißfragmente, den Peptiden, wünscht sich auch die molekularbiologische und medizinische Forschung: Zahlreiche Nachweisverfahren greifen auf bestimmte Peptide zurück, mit deren Hilfe sich Bindungspartner von Proteinen aufspüren lassen, oder sie erleichtern die Erforschung
neuer Medikamente. Die DNA-Chiptechnologie ist nicht auf Peptide übertragbar, da es nur vier DNA-Grundbausteine gibt, Peptide und Proteine jedoch aus zwanzig verschiedenen Aminosäuren bestehen. Zudem ist die Chemie von DNA und Proteinen grundverschieden.
Die Herstellung von Peptidchips ist seit 15 Jahren möglich, aber sehr aufwendig und kostspielig, was ihren breiten Einsatz bislang verhinderte. Dabei werden Aminosäuren durch ein Spotting-Verfahren auf einen Träger aufgetupft, wobei es jedoch zu einem zu grobem Raster kommt. Frank Breitling vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) hatte nun eine Idee, die
die bisherigen Probleme umgeht. Sein Einfall kam ihm bei der Betrachtung eines Laserdruckers. Er fragte sich, ob man die Peptidchips nicht einfach mit festen Tonerpartikeln auf den Träger drucken könnte. Zusammen mit seinen Kollegen Volker Stadler und Ralf Bischoff vom DKFZ und dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart hat er einen Peptid-Laserdrucker entwickelt, in dem anstelle der vier Farben die zwanzig Aminosäuren in Toner eingefroren sind. Die gewünschten Peptide werden mit diesem Laserdrucker auf konventionelle Objektträger „gedruckt“ (siehe Bild). Dabei erreicht man schnell, genau und vor allem kostengünstig im Vergleich mit älteren Verfahren zwanzig mal mehr Peptide auf gleicher Fläche mit überragend hoher Flexibilität.
Für die Serienproduktion und den Vertreib der patentierten Peptidchips haben die Entwickler das DKFZ-Spin-Off „PEPperPRINT GmbH“ gegründet. Die junge Firma erhielt für ihre Technologie den Wissenschaftspreis des deutschen Stifterverbandes 2008 und den ersten Preis des Science4Life Venture Cup 2009. Letzterer ist der größte deutsche Businessplan- Wettbewerb in den Bereichen „Life Sciences“ und Chemie.
Um die Einsatztauglichkeit des Chips zu bewerkstelligen, arbeiten die DKFZ-Wissenschaftler mit anderen Forschungsinstituten zusammen. Parallel sind mit zwei großen Pharmaunternehmen Kooperationen geplant. Für die Zukunft hat PEPperPRINT große Ambitionen: Bereits 2010 soll mit einem weiterentwickelten Peptid-Laserdrucker das fünffache der jetzigen Peptiddichte erreicht werden. Noch ist die Arbeitsgruppe im DKFZ eingegliedert und funktioniert
wie jede andere: Praktika sind dort möglich.