Vielseitiger und selektiver Biomolekül‐Pulldown mit kombinatorischen DNA‐quervernetzten Polymeren

Zusammenfassung Heutige Methoden zur sequenzselektiven Isolation von Biomolekülen sind mit hohen Kosten, Off‐Target‐Effekten und eingeschränkter Flexibilität verbunden. Hier stellen wir LASSO (crossLink‐Assisted Sequence‐Selective isOlation) vor, eine vielseitige Plattform, die programmierbare Phasentrennung von Polymerlösungen nutzt, um Biomoleküle unter nativen Bedingungen zu isolieren. LASSO basiert auf kombinatorischen Crosslinker‐Bibliotheken – komplexen Mischungen von DNA‐Strängen, die gemeinsam die Bildung stark gequollener Polymeragglomerate auslösen, ohne dabei nicht‐spezifische Bindungen einzugehen. Wir zeigen eine Pulldown‐Effizienz von über 80 % für verschiedene Ziele, darunter DNA, SARS‐CoV‐2‐RNA und humanes Thrombin. LASSO bietet eine 8‐ bis 20‐mal höhere Bindungskapazität (4 nmol/mg Polymer) als handelsübliche Microbeads. In RNA‐Seq‐Workflows vermindert LASSO ribosomale RNA mit einer Effizienz von 86 % und erzeugt dabei bis zu 7‐mal weniger Off‐Target‐Ausreißer als moderne Microbeads und enzymbasierte Methoden. Thrombin wurde über schaltbare Aptamere mit einer Effizienz von 90 % eingefangen. Ein schonender Freisetzungsmechanismus ermöglichte die anschließende Isolierung von 98 % enzymatisch aktiven Proteinen aus dem Polymer. Die Kosteneffizienz von LASSO (0,96$ pro Probe gegenüber 46–51$ für handelsübliche Kits), seine Langzeitstabilität (über 7 Jahre), seine einfache Anwendung und seine Modularität machen es zu einem fortschrittlichen Werkzeug für Diagnostik, Transkriptomik und Bionanotechnologie.