Die AIT Molecular Diagnostics Gruppe, Center for Health and Bioresources, entwickelt mit Partnern aus Italien und Kroatien ein leistungsfähiges Tool, mit dessen Hilfe ein hochempfindliches, rasches und kostengünstiges Nachweisverfahren für infektiöse Bakterien möglich wird.
Um uns herum leben unzählige Bakterienarten, von denen die allermeisten für den Menschen harmlos oder sogar nützlich sind. Manche Bakterien, wie etwa Salmonellen, Coli-Bakterien oder die Erreger der Cholera, können allerdings Krankheiten auslösen. Deshalb muss alles darangesetzt werden, dass z. B. Wasser, Getränke oder Lebensmittel frei von solchen pathogenen Keimen sind. Herkömmliche Methoden sind entweder langsam, oder teuer, aufwändig und nicht empfindlich genug. Eine bessere Lösung hat die AIT Forschergruppe von Ivan Barisic im Auge: Ihr Ziel ist die Entwicklung einer raschen, hochempfindlichen und zugleich billigen Nachweismethode, aufbauend auf dem EU Projekt MARA. Nun wird im Folgeprojekt MARILIA, das im Rahmen des EU-Forschungsprogramms „Horizon 2020“ mit rund zwei Millionen Euro gefördert wird, der Prototyp eines Testverfahrens entwickelt, das in der Folge unmittelbar für die Analyse von Wasser und anderen Getränken eingesetzt werden kann.
Komplexe Biomoleküle im Computer bauen
Die neuartige Nachweismethode beruht auf rekombinanten Proteinen, die mit DNA-Strängen verknüpft sind: Sobald pathogene Bakterien erkannt werden, verändern diese Moleküle ihre Struktur – und dies lässt sich durch einfache Messungen nachweisen. „Die für diesen Zweck kompliziert gebauten Moleküle sind zu komplex um sie ohne Hilfe durch Computer zu bauen, hierfür haben wir im Rahmen des Projekts MARILIA das System CATANA entwickelt“ sagt Ivan Barisic Projektleiter aus der AIT Gruppe Molecular Diagnostics „die Software zur dreidimensionalen Modellierung und Manipulation von komplexen Biomolekülen visualisiert diese in Echtzeit bis auf atomare Ebene und wurde kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Nucleic Acids Research“ vorgestellt.“ Neben vielen nutzerfreundlichen Features verfügt die webbasierte Open-Source-Lösung über das auf KI beruhende Tool „AlphaFold“, das auf Basis der Aminosäurensequenz die exakte dreidimensionale Struktur eines Proteins in bislang unerreichter Qualität vorhersagt. Diese Methode wurde von der Wissenschaftszeitschrift „Science“ als „breakthrough of the year 2021“ ausgezeichnet.
Von der Forschung auf den Markt
Im MARILIA-Projekt selbst leistet CATANA bereits wertvolle Dienste, um die konzipierte Nachweismethode für pathogene Bakterien zu optimieren und zu einer praxisstauglichen Anwendung für die Untersuchung von Wasser und Getränken weiterzuentwickeln. In weiterer Folge schwebt den Forscher:innen vor, den Anwendungsbereich der neuen Methode auf Lebensmittel, Landwirtschaft und den Gesundheitssektor auszuweiten. Das System soll zu einer kommerziell nutzbaren Anwendung weiterzuentwickeln und durch ein Spin-off-Unternehmen am Markt angeboten werden, um etwa die Entwicklung von Medikamenten zu unterstützen.
Mehr Informationen: https://www.ots.at/presseaussendung/OTS_20220713_OTS0052/software-paket-catana-berechnet-exakte-struktur-von-biomolekuelen