Der IGEM-Wettbewerb, in dem Studierende eigene Projekte zur synthetischen Biologie durchführen, steht kurz vor dem großen Finale. Im Labor der Universität in Bielefeld wird bis zuletzt fieberhaft gearbeitet.
"Ich vervielfältige DNA-Stücke und die Methode heißt PCR." - "Und das kann ich jetzt darauf geben in verschiedenen Verdünnungsstufen." - "Das ist eine Plasmid-Isolierung. Das soll später als Basis dienen, sodass man ohne Zellen Proteine herstellen kann."
Die Studierenden haben zunächst Bakterien dazu gebracht, verschiedene Substanzen wie Schwermetalle im Trinkwasser zu erkennen und nachzuweisen.
"Wir versuchen halt unterschiedliche Substanzen im Endeffekt durch ein buntes Leuchten darzustellen. Das heißt: Wenn etwas in der Flüssigkeit drin ist, geschieht etwas in den Bakterien. Und hinterher kann man ein grünes Leuchten sehen."
Alltagstauglicher Schnelltest
Gentechnisch veränderte Bakterien, die mit einer Farbreaktion auf einzelne Substanzen reagieren, gibt es bereits. Allerdings sind die Tests aufwendig und können nur in professionellen Labors durchgeführt werden.
Die Studierenden aus Bielefeld haben sich deshalb für ein alltagstaugliches, zellfreies System entschieden. Biosensor ist ein Protein, das sie auf einem Papierstreifen fixiert haben. Auf dem gleichen Papier läuft eine biologische Reaktion ab, wie in den Bakterien. Sobald der Biosensor die Substanz entdeckt, setzt er die Reaktion in Gang setzt, und schließlich ändert ein anderes Protein auf dem Streifen seine Farbe.
"Zellfrei ist man sensitiver als in Zellen, denn in Zellen muss der Stoff zunächst einmal in die Zelle eindringen. Dieses Problem haben wir nicht. Außerdem geht es schneller. Unser Sensor reagiert in einer halben bis einer Stunde. Wenn man mit Zellen arbeitet, dauert es acht Stunden bis 24 Stunden bis der Sensor reagiert."
Bei der Arbeit entstand die Idee, auch sogenannte K. O.-Tropfen mit dem Schnelltest auf Papier nachzuweisen. Der Substanz, die angeblich willenlos macht, heißt Gamma-Hydroxy-Buttersäure, kurz GHB, oder auch Gamma-butyro-lacton GBL. Sie wirkt narkotisierend und trifft die Opfer wie ein Knock-out, Gedächtnisverlust inbegriffen.
Immer wieder wird die Substanz missbraucht, meist in Nachtklubs oder bei Partys. Manchmal werden die Opfer anschließend vergewaltigt. Ein einfacher Test könnte helfen, einen Verdacht zu überprüfen oder einen Täter zu entlarven, hoffen die Bielefelder Studierenden.
"Die Auswertung soll mit einem Handy funktionieren und dementsprechend geht das zu Hause. Jeder, der ein Getränk oder sein Trinkwasser testen will, kann das machen. Aber auch ein Arzt, der den Verdacht hat, dass da was im Spiel war, kann den Teststreifen nutzen."
Dank einer selbst programmierten App kann jedes Smartphone nach der Reaktionszeit von 30 bis 60 Minuten die Analyse übernehmen. Um das Mobiltelefon zu fixieren, haben die Studierenden im 3D-Drucker eine Spezialkonstruktion aus Kunststoff hergestellt.
"Das hier ist unser 3D-Druck. Unten ist eine Schublade, wo man den Teststreifen einfach darauf legen kann, Schublade wieder hereinschieben, das Handy kann man darauf legen, Foto machen mit unserer App, und dann ist die Auswertung fertig."
Sekundenschnelle Klarheit
Das Licht, das die Proteine auf dem Teststreifen reflektieren, wird von der Kamera im Smartphone registriert. Die App vergleicht die Färbung und errechnet daraus die Konzentration der Substanz, die nachgewiesen werden soll. Die Messung selbst dauert nur ein paar Sekunden.
"Und das wäre jetzt ein positiver K. O.-Tropfen-Test."
