Einzelne Moleküle finden
Biomoleküle nachzuweisen ist schwierig und aufwändig. Eine Forschungsgruppe hat in der ersten Phase von GEN-AU ein hochempfindliches Gerät entwickelt, mit dem auf Biochips sogar einzelne Moleküle detektiert werden können. In der laufenden zweiten GEN-AU Phase möchten die Forschenden diese neue Technologie anderen GEN-AU Projekten zur Verfügung stellen.
Beschleunigte Forschungsabläufe. Die Errungenschaften der biologischen Forschung sind in einem hohen Maß durch den Einsatz höchst fortschrittlicher Biotechnologie und Innovationen im Bereich der Gerätetechnik möglich geworden. Neuartige Messinstrumente werden entworfen, um Analyseverfahren schneller, effizienter und durchsatzfähiger zu machen.
Vor allem im Bereich der Mikroskopie können sich Forscherinnen und Forscher heute modernster Gerätschaften bedienen, die sogar die Betrachtung und Untersuchung von einzelnen DNA-Molekülen und Proteinen ermöglichen. Ein solches High-Tech-Gerät wurde bereits im Rahmen der ersten GEN-AU Phase entwickelt. Diese neuartige Technologie ist in Form einer Service-Einheit Experimentatorinnen und Experimentatoren unterschiedlicher Forschungsinstitute zugänglich.
Nun sollen zusätzlich Möglichkeiten zur Nutzung der Geräte vor Ort etabliert werden. Anhand zweier Grundlagenforschungsprojekte soll die Qualität und Funktionalität des Service kontinuierlich überprüft werden.
Sensible Technik findet winzige Krebszellen. Einerseits steht dabei die mikroskopische Charakterisierung von Krebszellen im Mittelpunkt. Die hohe Sensitivität des Gerätes macht hier sogar den Nachweis kleinster Mengen von entarteten Zellen möglich, was von unschätzbarem Wert für die Überprüfung des Therapieerfolgs von erfolgten Krebsbehandlungen ist.
In der zweiten Studie wird das Gerät auf seine Anwendbarkeit bei der Untersuchung von Immunzellen getestet. Insbesondere sollen dabei die Mechanismen der Fremd-Selbst-Unterscheidung durch das Immunsystem, die besonders relevant bei der Entstehung von Autoimmunkrankheiten ist, intensiv analysiert werden.
Immer mehr kommerziell erhältliche Produkte bestätigen: Biotechnologie ist einer der innovativsten Wirtschaftszweige. Wir haben eines der zurzeit "heißesten" Wissenschaftsgebiete - das der Einzelmolekül-Mikroskopie - ausgewählt, um es für interdisziplinäre Projekte mit der österreichischen biomedizinischen Forschung zu öffnen. Im Rahmen des GEN-AU Projektes "Ultra-sensitive Proteomik und Genomik" haben wir ein Gerät entwickelt, welches Biochips mit der höchstmöglichen Empfindlichkeit auslesen kann; selbst ein einzelnes Molekül eines DNA-Abschnittes oder Proteins kann mit diesem Lesegerät nachgewiesen werden. Als Fortsetzung dieses Projektes möchten wir nun die von uns entwickelte Technologie österreichischen Spitzenforschern zur Verfügung stellen. Eine Technologie-Plattform als Service-Einheit soll den Gerätepark beinhalten, welcher zentral betreut und gewartet wird. Interdisziplinäre Forschung wird im Rahmen gemeinsamer Projekte ablaufen, welche von den Gastwissenschafterinnen und -wissenschaftern in der Service-Einheit selbst durchgeführt werden.
Es ist unser Ziel, nicht nur Service anzubieten, sondern die Technologie schlussendlich auch vor Ort zu etablieren. Zur kontinuierlichen Validierung werden uns zwei grundlagenwissenschaftliche Projekte aus den Gebieten der medizinischen Genomforschung sowie der Immunologie dienen. In ersterem werden wir die Empfindlichkeit des Gerätes zur Charakterisierung von Krebszellen ausnutzen, welche nach erfolgter Therapie nur in geringsten Mengen im Körper vorliegen; genaue Kenntnis der Proteinzusammensetzung kann hier von entscheidender therapeutischer Bedeutung sein. In dem zweiten Forschungsprojekt versuchen wir herauszufinden, wie das körpereigene Immunsystem gefährliche Krankheitserreger von ungefährlichen Substanzen unterscheidet. Diese Kenntnisse sind wichtig um Fehlreaktionen wie Allergien oder Autoimmunkrankheiten (z.B. Polyarthritis, Arteriosklerose, multiple Sklerose) therapeutisch zu korrigieren, bei denen das Immunsystem ungefährliche fremde bzw. ungefährliche körpereigene Substanzen angreift. Mittlerweile sind 40 Prozent der Erkrankungen in der industrialisierten Welt von diesem Typ. Die hohe Sensitivität unserer Messsysteme ermöglicht erstmals die biologischen Veränderungen in lebenden Immunzellen bei Erkennung von Krankheitserregern bzw. ungefährlichen Substanzen unter Millisekunden Zeitauflösung in Echtzeit als auch Zeitlupe zu erforschen und zu vergleichen.
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