Massenspektrometrie in den Biowissenschaften

Die physische Kraft, die man braucht, um einen fliegenden Gesteinsbrocken abzulenken, hängt von der Masse des Steins ab. Auf ähnliche Weise können Atome durch Magnetfelder abgelenkt werden, wenn sie zuerst ionisiert werden, also getrennt in einigen freie negativ geladene Elektronen und positive Ionen. Die Größe des Magnetfeldes, das erforderlich ist, um eine bestimmte Menge davon zu verschieben, hängt von ihrer Masse ab. Nach diesem einfachen Prinzip funktioniert die Massenspektrometrie, die in den letzten hundert Jahren verwendet wurde, um die elementaren Bestandteile von in einem Vakuum ionisierten Proben zu bestimmen.

Erst jüngst wurde die Anwendung des Verfahrens an komplexen und großen biologischen Makromolekülen wie etwa an Proteinen (massenspektrometriebasierte Proteomik) möglich. Der Schlüssen hierfür war die Entwicklung von weichen Ionisierungstechniken, um die Makromoleküle in Ionen zu verwandeln. Die Massenspektrometrie-Proteomik entwickelt sich in erstaunlichem Tempo und ermöglicht neue Einblicke in grundlegende biologische Prozesse.

Um dieses wachsende neue Feld zu fördern, wurden ein Austauschprogramm und eine Zusammenarbeit zwischen führenden europäischen und nordamerikanischen Universitätslabors etabliert, die über das Projekt MSLIFE ("Integrating high performance mass spectrometry tools with application in life science") von der EU unterstützt werden.

Die Wissenschaftler des Projekts konzentrieren sich auf die Anwendung der Massenspektrometrie in den Biowissenschaften (Life Sciences) und hierfür entwickeln sie neue Technologien zur Identifizierung von Biomarkern und erleichtern die Integration von Massenspektrometrie-Tools in biochemische und biomedizinische Technologien. Zu den untersuchten Phänomenen gehören Veränderungen der Proteinstruktur, die zu einer Pathophysiologie führen, Fehlfaltungen aufgrund von Proteinkonformation und molekulare Erkennungsstrukturen.

Bereits in der ersten Berichtsperiode waren die Arbeiten besonders fruchtbar. Ergebnisse zur Charakterisierung von Zellen im Nervensystem und zu einem neuen Werkzeug für die schnelle Diagnose von Erbkrankheiten wurden bereits in Fachzeitschriften veröffentlicht. Außerdem wurden die Arbeiten auf nationalen und internationalen Konferenzen vorgestellt.

MSLIFE stärkt die Verbindungen zwischen führenden europäischen und nordamerikanischen Universitätslabors durch die gemeinsame Arbeit an der massenspektrometriebasierten Proteomik. Die Zusammenarbeit erweist sich als besonders fruchtbar und wird voraussichtlich zu wichtigen neuen Methoden für die Diagnose und Bekämpfung von Krankheiten führen.