Japanische Forscher haben eine neue Methode entwickelt, mit der DNA mithilfe von Silber-Nanopartikeln gezielt an definierten Stellen geschnitten und anschließend effizient verbunden werden kann. Die Technik erreicht eine bis zu fünfmal höhere Effizienz bei der DNA-Assemblierung als herkömmliche Restriktionsenzyme.
Das Team um Assistant Professor Masahito Inagaki von der Nagoya University nutzt mit Polyethylenglykol (PEG) beschichtete Silber-Nanopartikel, die 3′-thiol-modifizierte DNA mit über 91-prozentiger Effizienz spalten. Die Methode erzeugt deutlich längere „sticky ends“ von bis zu 18 Basen – im Vergleich zu den üblichen vier Basen bei Restriktionsenzymen. Dadurch steigt die Verbindungsrate von 8 auf 44 Prozent. Gleichzeitig verbessert die zentrifugationsbasierte Reinigung über die Nanopartikel die DNA-Ausbeute von 14 auf 98 Prozent.
In ersten Anwendungen gelang es den Forschern, ein GFP-kodierendes DNA-Fragment zusammenzusetzen und erfolgreich in menschlichen HeLa-Zellen zu exprimieren. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nucleic Acids Research veröffentlicht (DOI: 10.1093/nar/gkag525).
Die neue Technik könnte künftig die Synthese längerer DNA-Fragmente erleichtern und Anwendungen in der mRNA-Bibliotheksherstellung für Krebsimpfstoffe, der Gentherapie, der Entwicklung künstlicher Proteindrugs sowie bei genomeditierter Landwirtschaft ermöglichen.
„Wir haben gezeigt, dass zwei DNA-Fragmente verbunden werden können. Der nächste Schritt ist, mehrere Fragmente gleichzeitig zusammenzufügen – ein entscheidender Fortschritt auf dem Weg zur Synthese genomischer DNA“, erklärte Masahito Inagaki.
