Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare Hand

29.06.2004


DNA-basierte molekulare Maschine, die Thrombin abwechselnd binden und wieder freigeben kann

... mehr zu:
»Aptamer »DNA »Thrombin

Nanoroboter und molekulare Maschinen sind heute nicht mehr der Phantasie von Science-Fiction-Autoren vorbehalten, sondern ein sehr realistisches Ziel ernsthafter Forschung. So ist es Münchner Forschern nun gelungen, eine Art "molekularer Hand" zu konstruieren, die einer äußeren Steuerung gehorchend ein Molekül des menschlichen Blutgerinnungsfaktors a-Thrombin greifen und auch wieder loslassen kann.

Ein besonders geeignetes Material für die Konstruktion molekularer Maschinenteile ist unsere Erbsubstanz DNA. So wurden bereits mehrfach nanomechanische Strukturen auf DNA-Basis entwickelt, die verschiedene dehnungsartige sowie Drehbewegungen ausführen können. Eine spezielle Funktion erfüllten sie allerdings bisher nicht. Anders nun die molekulare Hand des Teams um Friedrich C. Simmel, die tatsächlich zupacken kann. Denn die DNA-Hand der Münchner Forscher basiert auf einem DNA-Typus mit Funktionalität, einem so genannten Aptamer. Aptamere sind kurze Abschnitte einzelsträngiger DNA, die gezielt aus einem Zufallspool unzähliger verschiedener DNA-Sequenzen herausgefischt werden.


Selektionskriterium ist eine besonders starke Neigung des Aptamers, an ein bestimmtes Protein oder auch kleines Molekül zu binden. Simmel und seine Kollegen wählten ein Aptamer, das den menschlichen Blutgerinnungsfaktor a-Thrombin bindet. Das Aptamer besteht aus 15 Basen, die sich in Gegenwart von Kaliumionen zu einer Struktur mit einem würfelähnlichen Bereich anordnen. In dieser Konformation "greift" die "Hand" zu und hält das Thrombin fest. Zur Steuerung der Hand hängten die Wissenschaftler außerdem einen "Schalthebel" an, ebenfall ein kurzer DNA-Strang. Und so funktioniert die Steuerung: Als "Handöffner" fungiert ein weiterer DNA-Strang, der komplementär, das heißt ein genaues Gegenstück zum Schalthebel und zu einem Teil der Hand ist. Wird dieser in die Lösung gegeben, lagert er sich an seinen Gegenpart an und löst dabei die Würfelkonformation auf - die Hand lässt das Thrombin-Molekül los. Der Handöffner hat aber noch ein weiteres Stück DNA, das ungepaart geblieben ist. Hier kann nun ein zweiter DNA-Steuerstrang angreifen. Er bindet an den Handöffner und löst ihn von Hand und Schalthebel ab. Die Hand ist nun wieder frei, zum Würfel zu falten und Thrombin erneut zu binden.

"Unsere molekulare Maschine kann Thrombin viele Male binden und freigeben," sagt Simmel. "Sie erfüllt also die Funktion, die Thrombin-Konzentration in der Lösung zwischen einem niedrigen und einem höheren Niveau präzise zu steuern." Nach diesem Prinzip sollten sich weitere Nanomaschinen konstruieren lassen.

| idw
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de

Weitere Berichte zu: Aptamer DNA Thrombin

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie