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 Antibiotika: Neuer Wirkstoff wirkt auch bei resistenten Bakterien
11.11.2019 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Kleine RNAs verbinden Immunsystem und Gehirnzellen
11.11.2019 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

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: A new quantum data classification protocol brings us nearer to a future 'quantum internet'

The algorithm represents a first step in the automated learning of quantum information networks

Quantum-based communication and computation technologies promise unprecedented applications, such as unconditionally secure communications, ultra-precise...

Im Focus: REANIMA - für ein neues Paradigma der Herzregeneration

Endogene Mechanismen der Geweberegeneration sind ein innovativer Forschungsansatz, um Herzmuskelschäden zu begegnen. Ihnen widmet sich das internationale REANIMA-Projekt, an dem zwölf europäische Forschungszentren beteiligt sind. Das am CNIC (Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares) in Madrid koordinierte Projekt startet im Januar 2020 und wird von der Europäischen Kommission mit 8 Millionen Euro über fünf Jahre gefördert.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen verursachen weltweit die meisten Todesfälle. Herzinsuffizienz ist geradezu eine Epidemie, die neben der persönlichen Belastung mit...

Im Focus: Göttinger Chemiker weisen kleinstmögliche Eiskristalle nach

Temperaturabhängig gefriert Wasser zu Eis und umgekehrt. Dieser Vorgang, in der Wissenschaft als Phasenübergang bezeichnet, ist im Alltag gut bekannt. Um aber ein stabiles Gitter für Eiskristalle zu erreichen, ist eine Mindestanzahl an Molekülen nötig, ansonsten ist das Konstrukt instabil. Bisher konnte dieser Wert nur grob geschätzt werden. Einem deutsch-amerikanischen Forschungsteam unter Leitung des Chemikers Prof. Dr. Thomas Zeuch vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Göttingen ist es nun gelungen, die Größe kleinstmöglicher Eiskristalle genau zu bestimmen. Die Forschungsergebnisse sind in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Science erschienen.

Knapp 100 Wassermoleküle sind nötig, um einen Eiskristall in seiner kleinstmöglichen Ausprägung zu formen. Nachweisen konnten die Wissenschaftler zudem, dass...

Im Focus: Verzerrte Atome

Mit zwei Experimenten am Freie-Elektronen-Laser FLASH in Hamburg gelang es einer Forschergruppe unter Führung von Physikern des Max-Planck-Instituts für Kernphysik (MPIK) in Heidelberg, starke nichtlineare Wechselwirkungen ultrakurzer extrem-ultravioletter (XUV) Laserpulse mit Atomen und Ionen hervorzurufen. Die heftige Anregung des Elektronenpaars in einem Heliumatom konkurriert so stark mit dem ultraschnellen Zerfall des angeregten Zustands, dass vorübergehend sogar Besetzungsinversion auftreten kann. Verschiebungen der Energie elektronischer Übergänge in zweifach geladenen Neonionen beobachteten die Wissenschaftler mittels transienter Absorptionsspektroskopie (XUV-XUV Pump-Probe).

Ein internationales Team unter Leitung von Physikern des MPIK veröffentlicht seine Ergebnisse zur stark getriebenen Zwei-Elektronen-Anregung in Helium durch...

Im Focus: Distorted Atoms

In two experiments performed at the free-electron laser FLASH in Hamburg a cooperation led by physicists from the Heidelberg Max Planck Institute for Nuclear physics (MPIK) demonstrated strongly-driven nonlinear interaction of ultrashort extreme-ultraviolet (XUV) laser pulses with atoms and ions. The powerful excitation of an electron pair in helium was found to compete with the ultrafast decay, which temporarily may even lead to population inversion. Resonant transitions in doubly charged neon ions were shifted in energy, and observed by XUV-XUV pump-probe transient absorption spectroscopy.

An international team led by physicists from the MPIK reports on new results for efficient two-electron excitations in helium driven by strong and ultrashort...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hochleistungsmaterialien mit neuen Eigenschaften im Fokus von Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft

11.11.2019 | Veranstaltungen

Weniger Lärm in Innenstädten durch neue Gebäudekonzepte

08.11.2019 | Veranstaltungen

Automatisiertes Fahren und Recht

06.11.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Effizienz-Weltrekord für organische Solarmodule aufgestellt

11.11.2019 | Energie und Elektrotechnik

Antibiotika: Neuer Wirkstoff wirkt auch bei resistenten Bakterien

11.11.2019 | Biowissenschaften Chemie

Forschungsprojekt kombiniert Digitalisierung und Verfahrenstechnik

11.11.2019 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics