Um den Nanokosmos der Zelle – die Welt der Moleküle – zu untersuchen, greifen Wissenschaftler zunehmend auf die zelluläre Trickkiste zurück. Einem internationalen Forscherteam ist es jetzt gelungen, Desoxyribonukleinsäure (DNA)-Moleküle zu entwerfen, die sich von selbst zu winzigen Nanoboxen formen. Über molekulare „Schlösser“ lassen sich diese sogar kontrolliert öffnen und schließen, berichten die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe von „Nature“.
Wie Viren eine Zelle befallen, wie Nervenzellen Signale weiterleiten oder wie Proteine arbeiten – alle diese Vorgänge spielen sich im Nanokosmos der Zelle ab und sind für unser Auge unsichtbar. Um diese Welt weiter zu erforschen oder sogar in diese einzugreifen, entwickeln Forscher nicht nur hochauflösende Mikroskope, sondern greifen zunehmend auch auf zelluläre Bausteine zurück. Dabei machen sie sich vor allem einen Trick der Natur zunutze: Viele Zell-Moleküle kommen von selbst „in Form“ und lagern sich sogar selbstständig zu höchst komplexen Strukturen zusammen.
DNA, die von selbst in Form kommt
Forscher der Universität Aarhus und des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen haben jetzt erstmals Desoxyribonukleinsäure (DNA)-Moleküle entworfen, die sich nicht zu verknäuelten DNA-Strängen formen, wie wir sie aus der lebenden Zelle kennen. Stattdessen falten sie sich selbstständig zu einer dreidimensionalen Box. Doch wie bringt man DNA dazu, genau diese Form anzunehmen?
„Wir nutzen aus, dass DNA die Fähigkeit besitzt, sich selbst zu definierten Strukturen zu organisieren. Diese können wir über die Reihenfolge ihrer Basen-Bausteine vorbestimmen“, erklärt Jørgen Kjems von der Universität Aarhus. Mithilfe eines speziellen Computer-Verfahrens haben die Wissenschaftler sechs DNA-Stränge entworfen.
