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Gewählte Dissertation:

Yasaman Ahmadi (2020): Development of DNA-based molecular sensors and robots.
Dissertation - Institut für Molekulare Biotechnologie, BOKU-Universität für Bodenkultur, pp 204. UB BOKU obvsg FullText

Datenquelle: ZID Abstracts
Abstract:
Die DNA hat vielfältige Anwendungen, von Therapeutika und Diagnostik bis hin zu Elektronik und Nanotechnologie. Die Nutzung der Eigenschaften von DNA-Aptameren und DNA-basierten Nanostrukturen zur Entwicklung von Biosensoren und Nanorobotern stand im Mittelpunkt dieser Dissertation. Der erste Teil der Dissertation befasst sich mit der Entwicklung von DNA-Aptazymen als kolorimetrische Biosensoren für den markierungsfreien Nachweis kleiner Moleküle und Proteine. Zu diesem Zweck wurden G-Quadruplex-basierte Aptazyme-Kandidaten entwickelt, um die Eignung von 25 Aptameren für dieses Nachweiskonzept zu bewerten, welche auf 7 unterschiedliche Proteine und kleine Moleküle abzielt. Danach wurden 6 neue Aptazyme zum spezifischen Nachweis von Chinin entwickelt. Die anderen Sonden zeigten jedoch kaum Funktionalität. Detailliert wurden die Gründe für den Erfolg der Chinine-bindenden Aptazyme und den Misserfolg der anderen untersucht. Der zweite Teil der Dissertation befasst sich mit der Entwicklung eines strömungsgesteuerten Nanorotors auf DNA-Basis. Dazu wurde ein Nano-Rotor gebaut und sein Rotationsverhalten durch Einzelmolekül-TIRF-Mikroskopie analysiert. Diese Studie ist die erste, die für die Rotation eines künstlichen Nanorotors die Bewegung einer Flüssigkeit als natürliche Kraftquelle verwendet. Sie bietet somit den Rahmen für in vitro-Bewertungen von strömungsgesteuerten Nano-Apparaturen. Der dritte Teil der Dissertation befasst sich mit der Biostabilität von DNA-Origami-Nanostrukturen. Um die langfristige Biostabilität von Origami-Strukturen zu untersuchen, wurde eine gentherapeutisch inspirierte Polykationenbeschichtung als kostengünstige und reversible Methode entwickelt. Weiters wurde gezeigt, dass DNA-Origami-Nanostrukturen in Zellkulturmedien nicht so instabil sind, wie zuvor angenommen wurde. Plausible Gründe für eine solche unerwartete Stabilität sind Kationen und Aminosäuren in Wachstumsmedien neben der Bildung einer Protein-Origami-Korona.

Betreuer: Rüker Florian
1. Berater: Pum Dietmar

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