Neue Technik zur Analyse von Proteinen: Berliner Unis bündeln Kräfte

Welche biologischen Moleküle befinden sich in einer Probe, also zum Beispiel in einer Blut- oder Gewebeprobe? Um etwa Krankheitsmechanismen zu verstehen, ist das eine entscheidende Frage.

Um Antworten darauf zu finden, setzen Wissenschaftler auf Massenspektrometrie, eine Analyseform, um chemische Verbindungen zu identifizieren. Der Exzellenzverbund der Berliner Unis, die Berlin University Alliance, will nun neue modernste Geräte anschaffen, um diese Forschung weiter voranzubringen. Erstmals tun sich FU, HU, TU und Charité damit zusammen, um teure Technik zu kaufen. Eine Million Euro investiert die BUA dafür.

Der wissenschaftliche Mehrwert ist laut BUA erheblich. „Diese Plattform ermöglicht es, Proteine in bisher unerreichter Geschwindigkeit und Tiefe zu analysieren“, erklärt Markus Ralser von der Charité, der das Vorhaben koordiniert. „Das eröffnet neue Forschungsräume – von der Systembiologie bis zur individualisierten Medizin – und zwar als verlässlicher Service für den gesamten Verbund.“

Forschende aller vier Einrichtungen sollen gleichermaßen darauf zurückgreifen können. In Deutschland ist das uniübergreifend bisher eigentlich kaum üblich. Die BUA hat sich aber auf die Fahnen geschrieben, dass die vier Unis ihre Ressourcen gerade bei Spitzentechnologien bündeln.

Und so funktioniert die Technik genau: In einem Massenspektrometer werden Proben zunächst in die Gasphase überführt und ionisiert, also geladenen Teilchen erzeugt. Diese werden dann nach dem Verhältnis von Masse zu Ladung getrennt. Bei bekannter Ladung kann daraus die Masse der Teilchen ermittelt werden. Dabei werden Biomoleküle teilweise auch aufgespalten, etwa eben bei Proteinen ist das notwendig.

Die Aufspaltung ist für jedes Molekül charakteristisch und ermöglicht deshalb ziemlich sichere Aussagen darüber, welche Moleküle in der Probe sind und auch welche Mengen. In Tumoren etwa sind oft bestimmte Gene verändert, aber entscheidend ist am Ende, welche Proteine anhand dieser genetischen Information tatsächlich produziert werden.

Auch die Struktur von Molekülen lässt sich mit einem Massenspektrometer analysieren. Dadurch, dass einzigartige Fragmentierungsmuster für jedes Molekül entstehen, ist es auch möglich, bisher komplett unbekannte Substanzen zu identifizieren. Dafür wird das Muster mit Datenbanken bekannter Verbindungen verglichen.

Massenspektrometrie lässt sich so für die medizinische Diagnostik, für forensische Untersuchungen in der Kriminaltechnik, bei Dopingkontrollen, in der Umweltanalytik oder zur Datierung archäologischer oder paläontologischer Funde nutzen.