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 Einblick ins geschlossene Enzym
26.06.2017 | Universität Konstanz

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

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: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Digital Mobility“– 48 Mio. Euro für die Entwicklung des digitalen Fahrzeuges

26.06.2017 | Förderungen Preise

Fahrerlose Transportfahrzeuge reagieren bald automatisch auf Störungen

26.06.2017 | Verkehr Logistik

Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit

26.06.2017 | Physik Astronomie