Bakterien als lebende Sensoren nur im Labor erlaubt
Technology Review über neue Gift-Analysemethoden

Hannover, 18. September 2008 – Umprogrammiert zu lebenden Sensoren können Bakterien Giftstoffe billiger, schneller und genauer als bisher eingesetzte Biosensoren nachweisen. Doch für einen Einsatz solcher Sensor-Bakterien muss die Rechtslage angepasst werden, schreibt das Technologiemagazin Technology Review in seiner aktuellen Ausgabe 10/2008.

Bereits in den 90er-Jahren wurden erste bakterielle Sensoren entwickelt. Ein Einsatz im großen Stil steht noch aus, denn neben einer teuren Lagerung im tiefgefrorenen Zustand ist die derzeitige rechtliche Situation ein Problem: „Die Rechtslage in den meisten Ländern erlaubt aus Sicherheitsgründen nur, genetisch modifizierte Mikroorganismen im Labor einzusetzen“, erklärt der niederländische Mikrobiologe Jan Roelof van der Meer von der Universität Lausanne. Es sei aber höchste Zeit, Sensorbakterien als kostengünstige und hochempfindliche Analysemethode freizugeben. Eines Tages, so hofft auch Forscherkollege Shimshon Belkin von der Hebräischen Universität Jerusalem, werden tragbare Sensorsysteme mit leuchtenden Bakterien zu Standardausstattung von Umweltanalytikern und Militärärzten gehören.

„Einen Schaltkreis für den Nachweis von Molekülen zu bauen ist inzwischen ganz einfach“, sagt Jan Roelof van der Meer. In die Bakterien wird ein Genschaltkreis eingefügt: Ein sogenanntes Regulator-Gen bildet ein Protein, das an den gesuchten (Gift-)Stoff bindet. Ist die gesuchte Substanz in die Zelle eingedrungen, aktiviert das Protein das Schalterelement. Nun kommt das Reporter-Gen, das als Signalgeber dient. Dafür wird häufig das Luc-Gen des Leuchtkäfers genutzt, das nach weiteren biochemischen Vorgängen Licht abgibt – mit der Folge, dass das Bakterium leuchtet und somit das Vorhandensein der gesuchten Substanz anzeigt. Es lässt sich sogar die Konzentration des nachzuweisenden Stoffes bestimmen, denn dieser Biolumineszenz-Effekt ist umso stärker, je höher die Konzentration ist. Auf diesem Wege hat Jan Roelof van der Meer etwa einen Arsen-Sensor für Trinkwasser entwickelt. In Vietnam, wo viele Brunnen verseucht sind, erreichte der Biosensor eine Nachweisempfindlichkeit von nur sieben Mikrogramm Arsen pro Liter, der Grenzwert für noch trinkbares Wasser liegt gemäß Weltgesundheitsorganisation bei zehn Mikrogramm.