Abo
  • Services:

Oxford Nanopore: Das Internet der lebenden Dinge

Erst gab es das Internet, das Computer vernetzte. Dann folgten mit dem Internet der Dinge beliebige Gegenstände. Und jetzt soll es auch ein Internet of Living Things geben - ein Internet der Organismen.

Artikel von veröffentlicht am
DNA-Strang: regelmäßige, geografisch zugeordnete, kostengünstige Inventarisierung jeder DNA
DNA-Strang: regelmäßige, geografisch zugeordnete, kostengünstige Inventarisierung jeder DNA (Bild: Pixabay/CC0 1.0)

Wie verbreiten sich Viren? Sind Erreger im Wasser? Und was esse ich da eigentlich gerade? Das britische Unternehmen Oxford Nanopore hat ein DNA-Sequenzierungsgerät für die Hosentasche entwickelt, das dies alles beantwortet. Doch das soll nicht alles sein. Der Plan ist viel größer: eine Echtzeitüberwachung biologischer Daten und deren Auswertung durch eine Vernetzung der biologischen Welt.

Inhalt:
  1. Oxford Nanopore: Das Internet der lebenden Dinge
  2. DNA-Sequenzierung für jedermann
  3. Das Internet des Lebens

"Was den meisten nicht bewusst ist: Die Welt ist voller DNA. Sie ist überall - in allem, was lebt, in allem, was gestorben ist. Das Blut ist voller DNA, ebenso Zellen, Viren, Bakterien. Sie ist da und wartet darauf, gezählt, inventarisiert und verfolgt zu werden", sagt Clive Brown, Oxford Nanopores Technikchef, im Gespräch mit Golem.de. DNA ist die Abkürzung für Deoxyribonucleic Acid, auf Deutsch: Desoxyribonukleinsäure. Diese Moleküle tragen das Erbgut eines Lebewesens.

Minion passt in die Hosentasche

Oxford Nanopore hat DNA-Sequenzierer entwickelt, Geräte, die die Nukleotid-Abfolge in einem DNA-Molekül bestimmen und damit auch, um welche DNA es sich handelt. Solche Geräte sind zwar nicht neu, normalerweise aber riesig und nur etwas für den Gebrauch im Labor. Nicht so die von Oxford Nanopore: Promethion passt auf den Schreibtisch, Minion sogar in die Hosentasche.

  • Minion ist en DNA-Sequenzierungsgerät für den Einsatz draußen.  (Bild: Oxford Nanopore)
  • Mit Hilfe von Nanoporen identifiziert es DNA. (Bild: Oxford Nanopore)
  • Minion in handlich klein - ein Vorteil gegenüber den herkömmlichenn riesigen Geräten. (Bild: Oxford Nanopore)
  • In dem Durchflussmodul sitzt die Membran mit den Nanoporen. (Bild: Oxford Nanopore)
  • Minion wird an den Computer angeschlossen und darüber auch vernetzt. (Bild: Oxford Nanopore)
Minion ist en DNA-Sequenzierungsgerät für den Einsatz draußen. (Bild: Oxford Nanopore)

Kernstück des Geräts ist ein Durchflussmodul mit einem Biochip. Der besteht aus vielen, 1,5 Nanometer großen Protein-Nanoporen in einer Membran. Die Membran ist mit Mikrogerüsten an einem Sensorchip befestigt. In jedem der Mikrogerüste befindet sich eine kleine Elektrode, so dass mehrere Messungen zur gleichen Zeit möglich sind. Der Sensorchip wiederum sitzt auf einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (Application-specific Integrated Circuit, Asic).

DNA lässt Spannung abfallen

Stellenmarkt
  1. ITEOS - Anstalt des öffentlichen Rechts, Freiburg, Heilbronn, Heidelberg, Karlsruhe
  2. Aenova Group, Wolfratshausen

Eine Probe wird in einer Flüssigkeit gelöst, die Lösung in das Gerät eingegeben. Vorbereitet wird die Probe mit dem Zusatzgerät Voltrax. An die Membran von Minion wird eine Spannung angelegt, wodurch Ionen durch die Poren fließen. Wenn sich ein DNA-Strang in die Pore setzt, wird der Durchfluss behindert und die Spannung fällt ab. Jeder der vier Basen, aus denen die DNA besteht - Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T) -, ändert den Strom dabei auf eine charakteristische Art und Weise. Betrieben wird Minion an einem Computer, an den das Gerät über USB 3 angeschlossen wird. Eine Software entschlüsselt die elektrischen Signale und analysiert, um welche DNA es sich handelt.

Minion sei derzeit das kleinste derartige Gerät auf dem Markt, sagt Brown. Das eröffne ganz neue Möglichkeiten. Dazu gehört etwa, DNA-Sequenzierungen vor Ort durchzuführen. In Guinea wurden die Geräte im vergangenen Jahr eingesetzt, um die Stämme des Ebola-Virus zu identifizieren. An der Ebola-Epidemie waren 2014 in Westafrika mehr als 11.000 Menschen gestorben. Durch die DNA-Sequenzierung vor Ort ließ sich nachvollziehen, woher das Virus kam und wie die Ansteckungskette verlief. Ähnliche Daten werden jetzt über das Zika-Virus gesammelt.

Es gibt aber auch alltäglichere Anwendungen.

DNA-Sequenzierung für jedermann 
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4.  


Anzeige
Top-Angebote

r0bser 13. Mai 2016

Naja das ist doch auslegungssache, man kann das nicht schwarz und weiß sehen da es...

Muhaha 13. Mai 2016

Ja, schon, aber ... Gut, warum einfach, wenn's auch kompliziert geht! :)

cb (Golem.de) 13. Mai 2016

... haben wir. Vielen Dank für den Hinweis.


Folgen Sie uns
       


Ark Survival Evolved für Smartphones - angespielt

Wir spielen Ark Survival Evolved auf einem Google Pixel 2.

Ark Survival Evolved für Smartphones - angespielt Video aufrufen
Krankenversicherung: Der Papierkrieg geht weiter
Krankenversicherung
Der Papierkrieg geht weiter

Die Krankenversicherung der Zukunft wird digital und direkt, aber eine tiefgreifende Disruption des Gesundheitswesens à la Amazon wird in Deutschland wohl ausbleiben. Die Beharrungskräfte sind zu groß.
Eine Analyse von Daniel Fallenstein

  1. Imagen Tech KI-System Osteodetect erkennt Knochenbrüche
  2. Medizintechnik Implantat wird per Ultraschall programmiert
  3. Telemedizin Neue Patienten für die Onlinepraxis

Blackberry Key2 im Test: Ordentliches Tastatur-Smartphone mit zu vielen Schwächen
Blackberry Key2 im Test
Ordentliches Tastatur-Smartphone mit zu vielen Schwächen

Zwei Hauptkameras, 32 Tasten und viele Probleme: Beim Blackberry Key2 ist vieles besser als beim Keyone, unfertige Software macht dem neuen Tastatur-Smartphone aber zu schaffen. Im Testbericht verraten wir, was uns gut und was uns gar nicht gefallen hat.
Ein Test von Tobias Czullay

  1. Blackberry Key2 im Hands On Smartphone bringt verbesserte Tastatur und eine Dual-Kamera
  2. Blackberry Motion im Test Langläufer ohne Glanz

KI in der Medizin: Keine Angst vor Dr. Future
KI in der Medizin
Keine Angst vor Dr. Future

Mit Hilfe künstlicher Intelligenz können schwer erkennbare Krankheiten früher diagnostiziert und behandelt werden, doch bei Patienten löst die Technik oft Unbehagen aus. Und das ist nicht das einzige Problem.
Ein Bericht von Tim Kröplin

  1. Medizintechnik Künstliche Intelligenz erschnüffelt Krankheiten
  2. Dota 2 128.000 CPU-Kerne schlagen fünf menschliche Helden
  3. KI-Bundesverband Deutschland soll mehr für KI-Forschung tun

    •  /