DNA-Origami: präzise Frachtlieferung in der Nanotechnologie

BerlinFortschritte in der DNA-Origami-Technologie eröffnen neue Möglichkeiten für die präzise Materialzustellung in der Nanotechnologie. Ein Team der LMU unter der Leitung des Chemikers Philip Tinnefeld hat eine innovative Technik entwickelt, um mithilfe von DNA-Strukturen Lipidvesikel zu identifizieren und molekulare Materialien gezielt zu liefern. Diese Methode nutzt die Einzelmolekül-Fluoreszenz-Resonanz-Energieübertragung (smFRET), um die Interaktion von Molekülen zu beobachten und steuern zu können.

Das DNA-Origami-Sensorsystem besticht durch mehrere wichtige Eigenschaften:

• Es erkennt Lipidvesikel durch Konformationsänderungen, die das Fluoreszenzsignal verändern.
• Das System ermöglicht die präzise Lieferung molekularer Fracht an diese Vesikel.
• Es erlaubt Forschern, zelluläre Prozesse auf molekularer Ebene zu beobachten.

Fortschritte in der Biotechnologie und Medizin ermöglichen es uns, gezielt Lipidvesikel zu verändern, die für Zellfunktionen wie Molekültransport und Signalübermittlung entscheidend sind. Diese Präzision kann die Methoden der Medikamentenabgabe optimieren und die Entwicklung neuer Impfstoffe vorantreiben. Eine kontrollierte Beladung von Lipidnanopartikeln beeinflusst die Herstellung von Arzneimitteln und Impfstoffen, was zu einer besseren Wirksamkeit und weniger Nebenwirkungen führt.

Kontrolle molekularer Reaktionen mit DNA-Origami

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Das Team um Tinnefeld und Yonggang Ke von der Emory University hat in einer Studie die Flexibilität von DNA-Origami untersucht. Sie entwickelten eine DNA-Struktur, die ihre Form kontrolliert verändern kann. Diese Forschung ermöglicht es, DNA-Fracht schrittweise freizusetzen und gibt Wissenschaftlern eine neue Kontrolle über Reaktionsprozesse.

Diese Erkenntnisse eröffnen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. In der synthetischen Biologie ermöglicht die Kontrolle molekularer Reaktionen, komplexe biologische Systeme zu entwickeln, die neue Funktionen erfüllen. Dies kann zu verbesserten Biosensoren oder effizienteren Methoden zur Herstellung von Biokraftstoffen führen. Darüber hinaus könnte diese Technologie zur Entwicklung von intelligenten Materialien beitragen, die sich entsprechend molekularer Signale in ihrer Umgebung verändern.

Diese Forschung stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Nanotechnologie dar. Durch die Kombination von DNA-Strukturen mit fluoreszierenden Sonden können Wissenschaftler nun neue Bereiche in der Biotechnologie und anderen Disziplinen erforschen. Die Möglichkeit, molekulare Interaktionen präzise zu steuern und Materialien gezielt abzugeben, könnte zu zahlreichen technologischen Fortschritten führen.