Future Insight Prize

Khalid Salaita ist US-Forscher und Samuel Candler Dobbs Professor der Fakultät für Chemie an der Emory University in Atlanta im US-Bundesstaat Georgia. Die mit 500.000 Euro dotierte Auszeichnung erhält er für seine Forschung zu einem Frühwarnsystem für Pandemien. Salaitas Forschungsgruppe entwickelt derzeit eine neue Plattformtechnologie für eine automatisierte Echtzeit-Überwachung und ‑Nachverfolgung von über die Luft übertragenen Krankheitserregern.

Wie funktioniert das Warnsystem

Das System basiert auf einer Rollbewegung von DNA: Hierbei werden die beweglichen DNA-Partikel durch den enzymatischen Verbrauch einer RNA-Energiequelle in Bewegung gesetzt. Die in Salaitas Labor entwickelten DNA-Motoren können zahlreiche Kopien der DNA als Fracht mit Geschwindigkeiten von bis zu 100 nm/min befördern. Derartige Motoren ermöglichen den Einsatz bei Biosensoren, molekularen Computern, die Erzeugung synthetischer Zellen und auch für die systematische Prüfung von Struktur-Funktions-Beziehungen im Nanomaßstab.

Die Forschungsgruppe aus Atlanta ging noch einen Schritt weiter und nutzte SARS-CoV-2 als Testobjekt für ihre Idee. Mithilfe von Motoren aus DNA entwickelte das Team eine mechanisch basierte virale Sensorplattform mit der Bezeichnung Rolosense. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit gelang ihnen der Nachweis von SARS-CoV-2. Die Signaltransduktion erfolgte in Echtzeit und mit GPS-Koordinaten über ein Mobiltelefon. Die nächsten Schritte der Forschungsgruppe bei der Entwicklung des Systems, das sich derzeit noch in einem sehr frühen Stadium befindet, umfassen das Screening und die Identifizierung von Liganden mit hoher Affinität und hoher Spezifität für die Bindung von Viren. Diese werden gegen ein Spektrum an Krankheitserregern geprüft. Ebenfalls getestet und zum Einsatz gebracht werden mikrofluidische Chips, die Tröpfchen aus der Luft einfangen sollen.

Belén Garijo, Vorsitzende der Geschäftsleitung von Merck, ist davon überzeugt, dass „die Pionierarbeit von Khalid Salaita dazu beitragen könnte, diese gravierende Lücke in unseren globalen Abwehrsystemen zu schließen … Die Covid-19-Pandemie hat uns gelehrt, wie wichtig es ist, vorbereitet zu sein. Es gibt zwar eine Menge vielversprechender Kooperationen, um einen umfassenden globalen Rahmen für die Pandemie-Vorsorge zu schaffen. Aber uns fehlt noch immer ein wirksames Frühwarnsystem, um potenzielle Bedrohungen zu erkennen, bevor es zu spät ist.“