Forscher stärken DNA-Nanostrukturen, um ihnen das Überleben in rauen Umgebungen zu ermöglichen

212th Knowledge Seekers Workshop Feb 22 2018 (April 2019).

Anonim

Ein Forscherteam der Technischen Universität München (TUM) hat einen Weg entwickelt, DNA-Nanostrukturen zu stärken, um das Überleben unter rauen Umweltbedingungen zu verbessern. In ihrer Veröffentlichung in der Zeitschrift Science Advances beschreibt die Gruppe ihre Technik und warum sie glauben, dass sie nützlich sein wird.

Vor sechs Jahren entwickelte ein Team an der TUM unter der Leitung von Hendrik Dietz eine Technik, um DNA zum Aufbau von Nanostrukturen zu nutzen. Die resultierenden Nanostrukturen erwiesen sich mit atomarer Präzision als selbstorganisierend. Nach der Reduzierung der Zeit, die für die Assemblierung der Strukturen benötigt wurde, gelangte die Technik in die Industrie - solche Nanostrukturen bieten nun eine Möglichkeit zur Erzeugung von Anordnungen von Quantenpunkten, die in Anzeigevorrichtungen und für Raman-Spektroskopie-Anwendungen verwendet werden.

In dieser neuen Arbeit hat ein anderes Team unter der Leitung von Dietz die Technik verbessert und diesmal die Nanostrukturen robuster gemacht. Einer der limitierenden Faktoren für die Verwendung von DNA-Nanostrukturen war ihre Neigung, sich bei hohen Temperaturen zu lösen. Um dieses Problem zu überwinden, modifizierten die Forscher ihre Technik, um mehr kovalente Bindungen zu bilden, nachdem die Nanostrukturen erzeugt wurden. In einer überraschenden Wendung stellte das Team fest, dass die Anwendung von UV-Strahlung nach der Selbstorganisationsperiode mehr Bindungen ergab. Die Bindungen verhindern wiederum, dass sich die Doppelhelices abwickeln. Die Forscher erklären, dass die Technik funktioniert, weil die Strahlung benachbarte T-Basen miteinander reagieren lässt.

Beim Testen von Nanostrukturen, die mit der neuen Technik hergestellt wurden, fanden die Forscher, dass sie Temperaturen von bis zu 90 ° C standhalten konnten. Sie stellen fest, dass die zusätzlichen Bindungen die Nanostrukturen auch in Umgebungen eines lebenden Organismus besser standhalten. Sie stellten auch fest, dass das Bestrahlen der Nanostrukturen auch Defekte beseitigte.

Die Forscher behaupten, dass sie nun die letzte Hürde genommen haben, die die weit verbreitete Verwendung von DNA-Nanostrukturen verhindert, und erwarten, dass sie eine große Vielzahl von Anwendungen haben. Sie stellen fest, dass die Nanostrukturen ideal für biomedizinische Anwendungen geeignet sind. Sie weisen auch darauf hin, dass sie mit ihrer Forschung noch nicht fertig sind - ihre nächste Herausforderung wird sein zu versuchen, zu verstehen, was passiert, wenn die Nanostrukturen in lebende Organismen eingeführt werden.

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