Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

DNA-Flechtwerk

17.11.2010
Zweidimensionale Kristalle aus DNA-Origami-Bausteinen

DNA ist nicht nur der Träger unserer genetischen Information, DNA ist auch ein hervorragendes Nanobaumaterial, wie Forscher um Ned Seeman vor etwa dreißig Jahren entdeckten. Seeman und seinen Kollegen von der New York University (USA) ist es nun gelungen, aus kreuzförmigen DNA-Plättchen eine erstaunlich großflächige Gitterstruktur herzustellen, die an einen gewebten Stoff erinnert. Wie die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, erreichen diese zweidimensionalen Kristalle Abmessungen von etwa zwei mal drei Mikrometern.

Die spezifische Paarung zueinander komplementärer Basen macht DNA zu einem idealen Nanobaustein. So lassen sich ganz gezielt Basensequenzen einbauen, die spezifisch an ihr Gegenstück binden, so genannte „klebrige Enden“ (sticky ends), und über diese Bindungen maßgeschneiderte Strukturen aufbauen. Aus DNA wurden bereits viele Nanostrukturen und „Nanomaschinen“ konstruiert. Einen Aufschwung erfuhr die Technologie vor wenigen Jahren durch einen neuen Dreh: Die von Paul Rothemund entwickelte DNA-Origami-Technik. Ähnlich wie beim Origami, der japanischen Kunst des Papierfaltens, wird dabei ein langer DNA-Einzelstrang durch kurze synthetische DNA-Oligonukleotide in eine nahezu beliebige dreidimensionale Form gefaltet.

Dieser Technik haben sich auch Seeman und seine Kollegen bedient. Sie falteten auf diese Weise die benötigten Bausteine, kreuzförmige DNA-Plättchen. Die Kreuze bestehen aus zwei um 90° gegeneinander verdreht übereinander liegende Streifen, analog zwei Pflasterstreifen, die man kreuzweise übereinander klebt. An den vier Seiten der Kreuze befinden sich mehrere klebrige Enden. Die jeweils einander gegenüber liegenden klebrigen Enden sind dabei identisch. Die Forscher verwendeten zudem zwei verschiedene Sätze der Origami-Kreuze mit verschiedenen klebrigen Enden. Alle klebrigen Enden sind so aufeinander abgestimmt, dass die Kreuze in einem Selbstorganisationsprozess immer abwechselnd aneinander binden – und zwar so, dass immer der untere Streifen eines Kreuzes an den oberen Streifen seines Nachbarn geknüpft wird. So entsteht eine zweidimensionale Struktur, die unter dem Elektronenmikroskop wie ein gitterartig geflochtenes Gewebe aussieht. Die alternierende Bauweise aus nach oben und nach unten gewölbten Kreuzchen ist notwendig, um eine planare Fläche zu erhalten. Willkürlich verknüpfte Kreuzchen führen dagegen häufig zu röhrenförmigen Strukturen.

„Unser neuer Ansatz könnte den Weg für die großtechnische Produktion von Nanostrukturen durch molekulare Selbstorganisationsprozesse ebnen“, hofft Seeman.

Angewandte Chemie: Presseinfo 42/2010

Autor: Nadrian C. Seeman, New York University (USA), http://chemistry.fas.nyu.edu/object/nadriancseeman.html

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201005911

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://chemistry.fas.nyu.edu/object/nadriancseeman.html
http://dx.doi.org/10.1002/ange.201005911

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte