Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Codierte Synthesen

24.03.2003


DNA als Matrize für die Synthese chemischer Verbindungen



Das Handwerkszeug der Natur ist das beste. Finden jedenfalls David R. Liu und sein Team von der Harvard University in Cambridge (USA), die völlig neue Wege bei der Wirkstoffsuche und der Synthese neuer Verbindungen einschlagen: Sie kuppeln Reagentien an Desoxyribonucleinsäure (DNA) und nutzen die einzigartige Fähigkeit des Erb-Moleküls zur Codierung von Information.



Und so geht es: An das Ende eines langen DNA-Einzelstrangs, der "Matrize", wird ein Molekül gebunden. Den gewünschten Reaktionspartner kuppeln die Forscher an das Ende eines kurzen DNA-Fragmentes. Dieses ist komplementär zu einer Sequenz auf der Matrize, an die es bindet. Durch die so erzwungene Nähe der beiden Reaktanten kann man sogar Reaktionen zwischen Partnern vermitteln, die normalerweise nichts von einander wissen wollen.

Soll gezielt nach einer Verbindung mit speziellen Eigenschaften, etwa nach einem Pharma-Wirkstoff, gesucht werden, kuppelt man das Molekül an eine große Zahl nach dem Zufallsprinzip erzeugter Matrizen mit demzufolge unterschiedlichen Sequenzen. Im folgenden Reaktionsschritt kann ein ganzes Heer verschiedener Reagentien auf diese Matrizen losgelassen werden, die jeweils an verschiedene - genau definierte - kurze DNA-Fragmente gekuppelt sind. Mit hoher Wahrscheinlichkeit finden die meisten dieser Fragmente eine komplementäre Sequenz auf einer der Matrizen und binden daran. Hunderte bis Tausende unterschiedlicher Verbindungen können so gleichzeitig im selben Reaktionsgefäß synthetisiert werden. Findet sich darunter ein geeigneter Wirkstoff-Kanndidat, braucht man nur dessen DNA zu sequenzieren. Sie gibt seine Identität preis.

Der Haken dabei: Es gibt Reaktionstypen, die nur ablaufen, wenn beide Reaktionspartner direkt neben einander zu liegen kommen - die zum DNA-Fragment passende Sequenz auf der Matrize sich also genau neben dem gebundenen Molekül befindet. Bindet das Fragment an einer weiter entfernten Stelle, findet keine Reaktion statt. Nun haben Liu und seine Mitstreiter eine elegante Lösung gefunden: Alle Matrizen tragen an dem Ende, an dem das Molekül gebunden ist, ein kleines einheitliches Sequenzstück. Und alle DNA-Fragmente beginnen am Reagenz-tragenden Ende mit dem dazu komplementären Abschnitt. Bei einer Paarung bindet das Fragment die Matrize somit an zwei Stellen. Der dazwischen liegende ungepaarte Bereich der Matrize schlägt eine Schlaufe, die an den griechischen Buchstaben Omega (W) erinnert - zur so genannten Omega-Form.

Und die Chemiker hatten eine weitere pfiffige Idee: Statt an ein Ende kann man das Molekül auch in die Mitte der Matrize hängen. Dann können zwei DNA-Fragmente gleichzeitig von beiden Seiten andocken - die so genannte T-Form. Neuartige Reaktionen zwischen drei Partnern werden so möglich.

Kontakt:

Prof. D. R. Liu
Department of Chemistry and Chemical Biology
Harvard University, 12 Oxford Street
Cambridge, MA 02138, USA
Fax: (+1) 617-496-5688
E-mail: drliu@fas.harvard

ANGEWANDTE CHEMIE
Postfach 101161
D-69451 Weinheim
Tel.: 06201/606 321
Fax: 06201/606 331
E-Mail: angewandte@wiley-vch.de

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.angewandte.org

Weitere Berichte zu: DNA-Fragment Matrize Molekül Sequenz Synthese

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Spot auf die Maschinerie des Lebens
23.08.2017 | Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, Erlangen

nachricht Immunsystem kann durch gezielte Manipulation des Zellstoffwechsels reguliert werden
23.08.2017 | Medical University of Vienna

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Spot auf die Maschinerie des Lebens

23.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die Sonne: Motor des Erdklimas

23.08.2017 | Physik Astronomie

Entfesselte Magnetkraft

23.08.2017 | Physik Astronomie