Forum: Offtopic Nanoporen-Kanäle mit USB-Anschluss


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von Kybernetiker X. (kybernetiker)


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Es gibt DNA-Lesegerät mit USB Anschluss die immer billiger werden.

Funktionsprinzip: Nanoporen on Chip

Die Erklärung:
https://flexikon.doccheck.com/de/Nanopore-Sequenzierung

Diese Nanoporen-Kanäle können DNA-Stränge durchziehen und in Spannung 
des Ionenstroms umwandeln und gibt in Oszilloskop aus.

Meine Frage ist jetzt: Kann man in dieser Nanopore überhaupt eine 
Genschere einbauen?
Bis jetzt wäre die effizienteste nur CRISPR/Cas-Methode bekannt. Aber da 
muss dieser DNA-Strang erst in Bakterium injizieren was umständlich 
wäre. Ich denke an so einer Art CRISPR-on-Chip die elektronisch 
gesteuert werden kann.

Auch träume ich von einem computergesteuerten DNA-Schreibmaschine. Also 
das heisst ich tippe irgendeinen Code wie: "TGCAACGGTACGTACAGTA" im 
Texteditor und drücke auf Print und dieser DNA-Strang wird dann 
geschrieben/gedruckt.

Weiss jemand was heute möglich ist und was noch geforscht werden muss?

von Harald W. (wilhelms)


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Kybernetiker X. schrieb:

> Meine Frage ist jetzt: Kann man in dieser Nanopore überhaupt eine
> Genschere einbauen?

Meine Frage ist jetzt: Wofür brauchst Du das? Willst Du Deinen
Nachwuchs mit besonders grossen Ohren oder ähnlich ausrüsten?

von Kybernetiker X. (kybernetiker)


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Zum Beispiel Haarwurzeln umprogrammieren so dass die Haare nicht mehr 
Grau werden und die Haarwurzeln nicht aussterben.

von Frank D. (Firma: Spezialeinheit) (feuerstein7)


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Kybernetiker X. schrieb:
> Auch träume ich von einem computergesteuerten DNA-Schreibmaschine. Also
> das heisst ich tippe irgendeinen Code wie: "TGCAACGGTACGTACAGTA" im
> Texteditor und drücke auf Print und dieser DNA-Strang wird dann
> geschrieben/gedruckt.

Was meinst du wie Trump entstanden ist.

Mal im ernst, dafür bräuchte es Spender mit dem einzelnen Bestandteilen 
und wie sollen die sich dann wieder zu einem Teil zusammenfügen.

von Kybernetiker X. (kybernetiker)


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Nein, die Haarwurzeln sollen "in vitro" gezüchtet werden, deswegen 
müssen die ja umprogrammiert werden, damit die überhaupt in vitro 
wachsen können in einer anderen Umgebung. Erst bis zu einer bestimmten 
Reife können die transplantiert werden.

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (matthias_s)


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> Auch träume ich von einem computergesteuerten DNA-Schreibmaschine. Also
> das heisst ich tippe irgendeinen Code wie: "TGCAACGGTACGTACAGTA" im
> Texteditor und drücke auf Print und dieser DNA-Strang wird dann
> geschrieben/gedruckt.

Das gibt es schon, zumindest über Dienstleister. Google mal nach "DNA 
Oligos", wird im PCR-Umfeld benötigt.

Ich täte dir übrigens ein Biologie, Life-Science oder 
Bioinformatik-Studium ans Herz legen, wenn dich das alles so 
interessiert.

: Bearbeitet durch User
von ~Mercedes~  . (lolita)


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Zur Zeit liegt es noch an der Chemie.
Die ist noch viel zu kompliziert. Denn die
Nanoröhrchen ersetzen ja mehr oder weniger "nur" den Scanner.

Wo bekommt man zur Zeit als Amateur die hochreinen Chemikalien
her?
Das fängt mit mehrfach destiliertem Wasser an, geht über
hochreine, und nur einmal zu benutzende Werkzeuge wie Pipetten,
Schalen und Anderes, von den Spezial-Chemikalien mal abgesehen.
Die kleinste Verunreinigung, etwa mit der DNS deiner Frau,
das Nichteinhalten von Zeiten und Temperaturen, macht deinen Versuch zu 
nichte. :-P

Egal wies du drehst und wendest, in naher Zukunft ist der Kram
zu schwierig, um Allgemeingut zu werden.
Wenns nachher so leicht wie etwa SW- Fotoentwicklung wird,
dann sieht es anders aus.

Also träum weiter!!

Ps. Deine Idee mit den Haaren ist gar nicht so schlecht...  :-P

mfg

von Kybernetiker X. (kybernetiker)


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Hast du Dir das mal angeschaut:
https://nanoporetech.com/products/voltrax
?
Ist freigegeben für Privatanwendungen. Interessant ist der 
USB-Anschluss, man kann also privat DNA sequenzieren und am PC gucken. 
Also es gibt Fortschritte.

- 0,2ml Pipetten hundert Stück habe ich schon bestellt.
- Silikonschläuche 0.5 Innendurchmesser und andere Sorten
- Selbst hergestellte Platinen mit 8 Channel Mosfet für mehrere 
Schlauchpumpen

Temperaturen und Timer kann man doch überwachen mit Mikrokontroller? 
Oder sind die zu ungenau mit herkömmlichen Temperatursensoren?

Eigentlich weiss ich nicht welche Chemikalien dafür benötigt werden aber 
ich glaube destilliertes Wasser und Isopropanol dürften etwa genügen 
oder nicht?

Leider hab ich keine Frau. Vielleicht gibt es Biologinnen in meinem 
Umfeld die im Labor Chemikalien dafür haben?

Und sonst abweichende Chemikalien die legal zu kaufen wären.

: Bearbeitet durch User
von Georg A. (georga)


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Kybernetiker X. schrieb:
> Auch träume ich von einem computergesteuerten DNA-Schreibmaschine. Also
> das heisst ich tippe irgendeinen Code wie: "TGCAACGGTACGTACAGTA" im
> Texteditor und drücke auf Print und dieser DNA-Strang wird dann
> geschrieben/gedruckt.

Uralt :-P Erst am Freitag in einer Biotech-Firma neben so einer Kiste 
gestanden. Steuer-PC war ein PowerMac G3 (eingeführt 1997). Hab mich 
gewundert, warum da noch DSUB-25 für SCSI benutzt wird ;) Und das war 
noch dazu (Zitat) "der NEUE PC, weil der alte kaputtging"...

Und wie ich da gelernt habe, werden jetzt genau so auch die 
Corona-Detektoren in den diversen Testlaboren selbst zusammengeb(r)aut, 
d.h. es gibt keine (wenigen) zentralen Produzenten dafür. Die 
Vergleichssequenzen sind  quasi Open-Source und jeder mit den Geräten 
kann sie nachsynthetisieren. Deswegen hat das ja überhaupt so schnell 
mit der Verbreitung der Tests funktioniert. Ein echtes Medizinprodukt 
hätte Jahre gebraucht, bis das zugelassen worden wäre.

: Bearbeitet durch User
von Dirk J. (dirk-cebu)


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Kybernetiker X. schrieb:
> Leider hab ich keine Frau.

Das wundert mich jetzt nicht bei Deinem Hobby - oder willst Du Dir mit 
Deiner Apparatur eine bauen?

: Bearbeitet durch User
von Kilo S. (kilo_s)


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Dirk J. schrieb:
> Kybernetiker X. schrieb:
>> Leider hab ich keine Frau.
>
> Das wundert mich jetzt nicht bei Deinem Hobby - oder willst Du Dir mit
> Deiner Apparatur eine bauen?

https://m.youtube.com/watch?v=BTKW5NtNSxI

SCNR

Hrhrhr...

von Matthias S. (matthias_s)


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Kybernetiker X. schrieb:
> Eigentlich weiss ich nicht welche Chemikalien dafür benötigt werden aber
> ich glaube destilliertes Wasser und Isopropanol dürften etwa genügen
> oder nicht?

Du stellst dir das alles reichlich einfach vor..
Du kannst nicht einfach irgendwelches biologisches Material da 
auftragen, und dann läuft das schon.

Du musst erstmal eine DNA-Präparation machen. Das Vorgehen ist je nach 
Organismus ein Anderes. Je nach Material Zellwand aufschließen, 
überflüssige Zellbestandteile loswerden, alles, ohne das dir 
DNA-abbauende Enzyme, die sog. DNAsen, oder andere unerwünschte 
Nebenreaktionen dein Material zerstören. Und natürlich unter geeigneten 
Pufferbedingungen. Je nach Größe des Genoms kann das Material auch 
Mechanisch sehr empfindlich sein.

Ohne vollausgestattetes Labor praktisch kaum eine Chance. Du benötigst 
für die o.g. Schritte auch Chemiekalien, die du als Privatmensch nicht 
ohne weiteres bekommst. Und ohne Erfahrung und 
Chemie/Biologie-Kenntnisse und einen geeigneten Mentor kannst du es ganz 
vergessen. Wenn dein Maschinchen nur "error" sagt, stehst du wie der 
Ochs vorm Berg, und hast keine Ahnung was schief lief.

Wenn du mit Daten experimentieren möchtest, lade dir die Ergebnisse der 
Sequenzierungen anderer Leute herunter. NCBI hat quasi alles, was da mal 
gemacht wurde, frei zum Download.

Oder bist du ein Troll?

von Kybernetiker X. (kybernetiker)


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Nein kein Troll. Ich habe den Text sogar kopiert.

Darf man erfahren welche Chemikalien das genau sind?

Wenn die Chemikalien nicht zu erwerben sind, dann bestimmt weil man 
damit böse Sachen machen kann damit.

Kann man die Chemikalien nicht in eine Art "Druckerpatrone" verpacken 
und dann vielleicht noch etwas beimischen/verdünnen, so dass diese nur 
für DNA-Präparationen bestimmt sind?

Dass man Kenntnisse dafür benötigt ist für mich schon klar. 
Mikrocontroller hatte eine ähnlich komplexe Entwicklungsgeschichte, also 
nicht für jedermanns Sache. Als Arduino-Plattform entstanden ist, sah 
das Ganze doch anders aus. Das gleiche könnte man doch für 
Biotechnologie und DNA machen. Es kommt sehr drauf an wie gut die 
Lernplattformen und Entwicklerkits sind.

Mir geht es darum dass man Elektronik mit Biologie besser 
zusammenbringt.

von Matthias S. (matthias_s)


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> Darf man erfahren welche Chemikalien das genau sind?

Phenol und Chloroform wird im Labormaßstab zum Beispiel oft zur Trennung 
Nukleinsäure - Protein verwendet. Das Zeug kann man, glücklicherweise, 
nicht mal einfach so erwerben. Für den Zellaufschluss werden auch oft 
Enzyme verwendet. Da sähe ich von der Gefährlichkeit nicht unbedingt ein 
großes Problem, damit privat zu hantieren, allerdings von den 
Lagerbedingungen (teilweise Kühlung zwischen -20° C bis -80° C 
notwendig). Wird dir privat aber vermutlich trotzdem niemand verkaufen.

> Kann man die Chemikalien nicht in eine Art "Druckerpatrone" verpacken
> und dann vielleicht noch etwas beimischen/verdünnen, so dass diese nur
> für DNA-Präparationen bestimmt sind?

Die DNA-Präparationen erfolgen oft in vielen Einzelschritten 
hintereinander. Es ist oft so, dass Reagenzien aus früheren 
Arbeitsschritten in späteren Arbeitsschritten stören, und man mehrmals 
waschen muss. Außerdem schwierig aufgrund der Lagerbedingungen 
bestimmter Stoffe, z.B. der o.g. Enzyme. Wir sind leider noch nicht so 
weit, dass das alles in einem Reaktionsgefäß geht.

Wenn ein neuer Organismus sequenziert werden soll, sitzen Leute da 
durchaus erstmal ein paar Wochen dran, bis sie die Extraktion so gut 
hinbekommen, dass es überhaupt lohnt, Material an einen 
Sequenzierungsdienstleister zu schicken. Oft wird dann sequenziert, und 
man stellt fest, dass das Ergebnis blöd ist. Im schlimmsten Fall hat man 
gar nicht das extrahiert was man wollte, oder man hat irgendwelche 
Kontaminationen drin, oder das Sequenzierungsverfahren passte nicht zum 
Organismus.

Wenn du wirklich in die Materie einsteigen möchtest, würde ich dir 
empfehlen, erstmal ein Buch zu Lesen, damit dir der Status Quo bekannt 
ist, und du erstehst, warum der so ist, wie er eben ist. Ich kann das 
Buch "Molekularbiologische Methoden" (Reinhard) empfehlen.

: Bearbeitet durch User
von Georg A. (georga)


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Matthias S. schrieb:
> Die DNA-Präparationen erfolgen oft in vielen Einzelschritten
> hintereinander. Es ist oft so, dass Reagenzien aus früheren
> Arbeitsschritten in späteren Arbeitsschritten stören, und man mehrmals
> waschen muss. Außerdem schwierig aufgrund der Lagerbedingungen
> bestimmter Stoffe, z.B. der o.g. Enzyme. Wir sind leider noch nicht so
> weit, dass das alles in einem Reaktionsgefäß geht.

Äh, doch :) Die Firma, die ich besucht habe, hat sowas entwickelt ("Lab 
direct RT-PCR"). Eigentlich arbeiten sie an kleinen 
DNA-Detektor-Kartuschen mit Chip für MRSA&Co-Tests, wo nur der Tupfer 
reinkommt, und dann alles "in-place" abläuft. Aber sie haben das Prinzip 
jetzt auch für Corona zweckentfremdet. Da wird in den Laboren nur noch 
eine Flüssigkeit für den ganzen Ablauf (Aufschluss bis PCR) gebraucht, 
der dann über ein paar Temperaturzyklen durchlaufen wird.

von Mani W. (e-doc)


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Kybernetiker X. schrieb:
> DNA-Schreibmaschine. Also
> das heisst ich tippe irgendeinen Code wie: "TGCAACGGTACGTACAGTA" im
> Texteditor und drücke auf Print und dieser DNA-Strang wird dann

Harald W. schrieb:
> Meine Frage ist jetzt: Wofür brauchst Du das? Willst Du Deinen
> Nachwuchs mit besonders grossen Ohren oder ähnlich ausrüsten?

https://www.youtube.com/watch?v=X5ybhhkYag4

Beitrag #6554539 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Matthias S. (matthias_s)


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Kybernetiker X. schrieb im Beitrag #6554539:
> Steht da auch was von DNA-Chip-Technologie und Sequenzierung der dritten
> Generation?

Nanopore weiß ich nicht. PCR-basierte NextGen-Sequencing-Verfahren im 
Allgemeinen werden aber behandelt. Übrigens gut für einen Überblick, da 
die NextGen-Verfahren nicht unbedingt nur Vorteile haben. Sie haben z. 
B. häufig eine höhere Fehlerrate als Short-Read-Sequenzierungen 
(Sanger-Verfahren..).

Du solltest dir, aber wie gesagt, erstmal Grundlagen drauf schaffen, 
sonst lohnt das alles nicht, und du jagst Hirngespinsten hinterher.

> Ist es technologisch denkbar, dass sie eines Tages kostenlos wie Scanner 
arbeiten?

Vermutungen über noch nicht existierende Technologie anzustellen, ist 
immer Spekulation. ;-) Vielleicht, vielleicht etablieren sich aber auch 
andere Lösungen.

von Georg A. (georga)


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Kybernetiker X. schrieb im Beitrag #6554539:
> Georg A. schrieb:
>> sowas entwickelt ("Lab
>> direct RT-PCR"). Eigentlich arbeiten sie an kleinen
>> DNA-Detektor-Kartuschen mit Chip für MRSA&Co-Test
>
> Arbeitet das mit DNA Microarray?

Frag mich nicht nach Details, ich mach da nur Anlagensteuerung ;) So wie 
ich das verstanden habe, werden da winzige Elektroden auf einem Chip 
(elektrisch gesehen eher eine Mini-Platine, der Aufwand mit echter 
IC-Elektronik scheint wohl gar nicht nötig zu sein) mit passend 
vorproduzierten Lösungen für DNA-Suchpatterns versehen. Nach der ganzen 
Chemie (die eben in-place in ein paar Minuten abläuft) kann man dann 
anhand der entstandenen Elektrodenpotentiale rausfinden, welche Marker 
gefunden wurden und damit einen oder mehrere Erreger identifizieren. Der 
Witz ist dann eben die sofortige Überprüfung der Probe (zB. in der 
Notaufnahme) auch ohne Labor. Ausser "Tupfer abschnippeln" braucht es 
keine weiteren Aufbereitungen. Also quasi das DNA-Äquivalent zu den 
üblichen Schnellteststreifen für Urin etc.

von ~Mercedes~  . (lolita)


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Der Kybernetiker ist kein Troll. :-O

Der Kram ist zur Zeit im absoluten Fluß.
Genau wie in der Fotografie wird in Zukunft
erst die Elektrochemie (wie bei der PH-Wert-Messung)
und dann die Molekular-Elektronik und die Nanomechanik zum
Zuge kommen, um dann die DNS(DNA) mit nem Nanobot "mechanisch"
zu schneiden.

mfg

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