Neuartige Klassen photoreaktiver DNA Aptamere

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Famulok
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie ; Biochemie ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426929456

In dem beantragten Projekt wollen wir DNA Aptamere selektieren, die an photochrome Moleküle binden, welche photo-physikalische Eigenschaften bei Wellenlängen sowohl im UV- oder sichtbaren Licht aufweisen. Die ausgewählten Photochrome sollen möglichst gutethermische Isomerisierungseigenschaften aufweisen und mittels Photonenenergie in ihre jeweiligen Isomere schaltbar sein. Zur Zeit sind lediglich einige wenige RNA-Aptamere bekannt, die an einfache Photochrome binden, für die aber keine bestimmten Anwendungenbeschrieben sind. Neuere Fortschritte in der in vitro Selektion selektiver und hochaffiner Aptamere für kleine Moleküle, sowie die Verfügbarkeit neuer und verbesserter photochromer Bausteine stellen eine gute Voraussetzung für das Vorhaben dar, funktionale DNAAptamere für solche ausgewählten Zielmoleküle zu selektieren. Wir werden sowohl "Capture-SELEX" als auch die traditionellere Immobilisierung der Zielmoleküle an Trägermaterialien in den Selektionen einsetzen, um möglichst gute Aptamere zu isolieren.Isolierte Aptamersequenzen werden verkürzt und sorgfältig physikochemisch charakterisiert, um sie dann als Bindungs- und Steuerelemente in verzahnten DNA Nanostrukturen einzusetzen. Wir wollen Licht-schaltbare DNA Strukturen erzeugen, die sich bei unterschiedlichsten Wellenlängen schalten lassen, insbesondere im sichtbaren Bereich. Die hier selektierten DNA Aptamere werden jedoch für viele weitere Anwendungsbereiche außerhalb der DNA Nanotechnologie von großem Nutzen sein. Besonders in der synthetischen Biologie oder der Optochemischen Genetik werden sie neue Wege eröffnen, indem ihre Kompatibilität mit biologischen Systemen und die Lichtschaltbarkeit bei unterschiedlichen Wellenlängen im sichtbaren Bereich neue und nützliche photochromeSchalter zur Verfügung stellt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen