Bakterien leuchten, wenn sie in Kontakt mit Giften kommen (Symbolbild: dtu.dk)

Lyngby (pte003/14.06.2018/06:10) –

Genmanipulierte Bakterien fungieren in einem Sensor, den ein Team um
Anders Kristensen von der Technischen Universität von Dänemark (DTU) http://dtu.dk gemeinsam mit israelischen Forschern entwickelt hat, als
Schadstoffdetektoren. Wenn sie etwas Gefährliches entdecken, leuchten
die Mikroorganismen auf. Je nachdem, wie sie manipuliert worden sind,
reagieren sie auf unterschiedliche Gifte.

Escherichia coli in Aktion

Angesiedelt sind die Bakterien in dreieckigen Rillen,
die in einen Träger aus Silizium eingeätzt worden sind. Damit das
relativ schwache Licht, das sie bei Kontakt mit Giften aussenden, besser
zu sehen ist, erhält der Chip eine Abdeckung aus hauchdünnem Aluminium,
das als Fokus fungiert. Kristensen vergleicht die Unterschiede des
emittierten Lichts mit dem Nachthimmel. In einer klaren Dezembernacht
seien die Sterne bestens zu sehen, wenn man sich auf dem Lande aufhalte.
Stünde man aber im Zentrum von Kopenhagen, könne man nur die hellsten
sehen.

Shimson Belkin von der Hebrew University of Jerusalem http://new.huji.ac.il und sein Team waren für die Manipulation der Bakterien zuständig. Sie
entschieden sich für einen der beliebtesten Mikroorganismen in der Bio-
und Gentechnik – Escherichia coli. Ein Typ reagiert auf Explosivstoffe,
andere detektieren umweltgefährdende Moleküle in Trinkwasser oder der
Luft. Die DTU-Forscher waren für den Zusammenbau des Chips zuständig.

Serienreife als nächstes Ziel

Wenn die Bakterien mit Schadstoffen in Berührung
kommen, leuchten sie binnen Sekunden auf. Das ist eine entscheidende
Verbesserung zu heutigen Analysemethoden, die oft Stunden dauern, ehe
ein Ergebnis vorliegt. Werden unterschiedlich manipulierte
Mikroorganismen auf einem Chip platziert, ist er für mehrere Schadstoffe
empfindlich. Jetzt gehen die Forscher daran, den Chip zur Serienreife
zu bringen.

Kristensen ist zunächst glücklich darüber, dass es
gelungen ist, die Machbarkeit zu beweisen. Der Biosensor ist nicht nur
schnell, sondern auch billig im Vergleich zu herkömmlichen
Analysegeräten. Kristensen findet, dass ein Sensor zu einem wesentlichen
Element im Internet der Dinge werden kann. Hier werde alles gemessen,
um höchste Qualität zu erzielen und sehr schnell reagieren zu können,
wenn irgendetwas aus dem Ruder läuft oder Ressourcen sinnlos vergeudet
werden. "Unsere Technik eröffnet viele Möglichkeiten", ergänzt der
DTU-Forscher.