Kontrak­tion von selbst­or­ga­ni­sier­ten DNA-Nanoröh­ren­rin­gen im Mikrometerbereich

Maja Illig, Nachwuchs­wis­sen­schaft­le­rin der Hector Fellow Academy, ist Erstau­torin des Artikels "Trigge­red contrac­tion of self-assem­bled micron-scale DNA nanotube rings", der im März 2024 in Nature Commu­ni­ca­ti­ons veröf­fent­licht wurde. Sie wird von Hector RCD Awardee Kerstin Göpfrich betreut. Dem Forscher­team ist es erstmals gelun­gen, einen Ring aus DNA-Nanoröhr­chen zu entwi­ckeln, der für die künst­li­che Zelltei­lung einge­setzt werden könnte.

Nach der Verdopp­lung und Segre­ga­tion der geneti­schen Infor­ma­tion bildet sich während der Zelltei­lung ein Ring aus Prote­inen, der sich zusam­men­zieht und die Zelle in zwei Tochter­zel­len teilt. Diese Ringbil­dung wird durch spezi­fi­sche Vernet­zer initi­iert. Bei den von den Forschern entwi­ckel­ten DNA-Ringen ist der synthe­ti­sche Kontrak­ti­ons­me­cha­nis­mus nicht mehr von diesen Vernet­zer abhän­gig. Statt­des­sen ziehen sich die Polymer­ringe aufgrund der moleku­la­ren Anzie­hungs­kraft zusammen.

Die Ergeb­nisse haben zu einem besse­ren Verständ­nis der Bildung von Ringen aus DNA-Nanoröhr­chen und der Archi­tek­tur ihres kontrak­ti­len Mecha­nis­mus geführt. Diese Erkennt­nisse über DNA-basierte kontrak­tile Ringe haben das Poten­zial, künst­li­che Maschi­nen zur Teilung oder Kontrak­tion von muskel­ähn­li­chen Materia­lien zu schaffen.