Das Genlabor im Miniaturformat

So funktioniert eine DNA-Analyse
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Um das menschliche Genom zu erfassen, reicht heute ein daumennagelgroßer Chip. Über eine Millionen Experimente kann man damit gleichzeitig machen – und ist am Ende eines Arbeitstages fertig. In nur zehn Jahren haben DNA-Chips, auch Mikroarrays oder Gene-Arrays genannt, die molekulare Bioanalytik revolutioniert. Anfang der 1990er Jahre begannen Forscher einer kalifornischen Biotechnologie-Firma nach dem Vorbild von Computerchips so genannte DNA-Chips zu entwickeln – kleine Plättchen aus einem Trägermaterial wie Glas oder Kunststoff, auf denen viele Tausende von DNA-Schnipseln in einem Punktraster angeordnet sind. Dabei nutzten sie fotolithografische Verfahren ähnlich wie bei der Herstellung von Halbleiterchips, um an exakten Positionen auf dem Chip einzelsträngige DNA-Sequenzen durch lichtgesteuerte Kupplungsreaktionen aufzubauen. Einige Tausend bis über eine Million unterschiedlicher DNA-Moleküle können auf der Trägeroberfläche befestigt werden, jedes davon in millionenfacher Ausführung. Der Aufbau dieser Sondenmoleküle bestimmt, welche Ziele man mithilfe des Chips identifizieren kann: Denn jede Sonde ist ein höchst spezifisches Erkennungsmittel für eine bestimmte DNA-Sequenz. Durch radioaktive Markierung oder Markierung mit Fluoreszenzfarbstoffen lässt sich die Bindung von DNA an die Sondenmoleküle auf dem Chip nachweisen. Worauf basiert diese Erkennung?