11.12.2017

DNA-Origami-Nanostruktur mit zwei Goldnanopartikeln

DNA-Origami-Nanostruktur mit zwei Goldnanopartikeln

Quelle: Christian Heck, Universität Potsdam

Eine der größten Herausforderungen der Chemie stellt die Untersuchung von Reaktionsmechanismen auf der Ebene einzelner Moleküle dar. Dies kann mit der sogenannten Raman-Spektroskopie gelingen – vorausgesetzt, Moleküle und metallische Nanopartikel können gezielt mit großer Präzision angeordnet werden. Basierend auf einer gemeinsamen Berufung der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und der Universität Potsdam forscht Prof. Ilko Bald zusammen mit seinem Team an der Anordnung von Nanopartikeln und Molekülen mit Hilfe von DNA-Origami-Nanostrukturen. Für diese Forschung erhielt Prof. Bald einen renommierten ERC Consolidator Grant des Europäischen Forschungsrates (ERC). Die Auszeichnung ist mit rund 2 Mio. Euro für den Aufbau einer eigenen Forschungsgruppe dotiert. Insgesamt wurden 2.538 Anträge eingereicht – nur 329 davon werden als ERC Grant für bahnbrechende Pionierforschung und wissenschaftliche Exzellenz gefördert.

„SMART-DNA: Single-Molecule Analytical Raman Tools based on DNA nanostructures“ lautet das Projekt, das über fünf Jahre laufen und an der Universität Potsdam durchgeführt wird. Beteiligt an der Forschung sind in der Arbeitsgruppe auch vier Promovierende der Graduiertenschule SALSA – School of Analytical Sciences Adlershof (Humboldt-Universität zu Berlin), der Prof. Ilko Bald seit 2013 angehört.

„Die Auszeichnung des ERC unterstreicht die herausragende Leistung des Teams um Prof. Bald“, so Prof. Ulrich Panne, Präsident der BAM. „Mit dem gemeinsamen Projekt verbinden die Universität Potsdam und die BAM wissenschaftliches Knowhow aus analytischer Chemie und Nanotechnologie, um spezifischen Fragestellungen aus der Praxis nachzugehen.“

Im Kern geht es um die Entwicklung neuer Werkzeuge, mit denen hochempfindliche Messungen an relativ komplexen Molekülen wie zum Beispiel Proteinen durchgeführt werden können, um letztlich deren Reaktionen zu verstehen. „Uns interessieren vor allem Reaktionen, bei denen Elektronen von einem Nanopartikel auf ein Molekül übertragen werden“, erklärt Prof. Ilko Bald. „Diese Reaktionen könnten zum Beispiel in der Tumor-Strahlentherapie bei der Behandlung von Krebs eine Rolle spielen.“ Dazu werden nach Origami-Technik künstliche DNA-Nanostrukturen hergestellt und mit metallischen Nanopartikeln funktionalisiert. So lassen sich beispielweise chemische Reaktionsmechanismen extrem detailliert studieren. Das kann helfen, neue Therapieformen zu entwickeln.

„Es freut uns sehr, dass Herr Prof. Bald nun den exklusiven Klub der ERC-Grant-Empfänger verstärkt. Als Forschungsuniversität freuen wir uns sehr über diese besondere Auszeichnung und gratulieren Herrn Bald zu seinem großen Erfolg“, sagt der Präsident der Universität Potsdam, Prof. Oliver Günther, Ph.D. Die in dem Projekt entwickelten Techniken könnten ganz neuartige Untersuchungen an Biomolekülen erlauben, die für eine Vielzahl von Forschungsgebieten relevant sind.

Über die BAM

Die BAM gewährleistet Sicherheit in Technik und Chemie.
Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ist eine Bundesoberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.

Die BAM forscht, prüft und berät zum Schutz von Mensch, Umwelt und Sachgütern. Im Fokus aller Tätigkeiten in der Materialwissenschaft, der Werkstofftechnik und der Chemie steht dabei die technische Sicherheit von Produkten und Prozessen. Dazu werden Substanzen, Werkstoffe, Bauteile, Komponenten und Anlagen sowie natürliche und technische Systeme von volkswirtschaftlicher Dimension und gesellschaftlicher Relevanz erforscht und auf sicheren Umgang oder Betrieb geprüft und bewertet. Die BAM entwickelt und validiert Analyseverfahren und Bewertungsmethoden, Modelle und erforderliche Standards und erbringt wissenschaftsbasierte Dienstleistungen für die deutsche Wirtschaft im europäischen und internationalen Rahmen.

Sicherheit macht Märkte.
Die BAM setzt und vertritt für Deutschland und seine globalen Märkte hohe Standards für Sicherheit in Technik und Chemie zur Weiterentwicklung der erfolgreichen deutschen Qualitätskultur „Made in Germany“.

Über die Universität Potsdam

Mit 20.000 Studierenden und sechs Fakultäten ist die 1991 gegründete Universität Potsdam die größte Hochschule Brandenburgs. Sie ist zugleich die einzige lehrerbildende Einrichtung des Landes. Ihre Forschungsschwerpunkte liegen in den Erdwissenschaften, der Funktionellen Ökologie und Evolutionsforschung, den Kognitionswissenschaften sowie in der Pflanzengenomforschung und Systembiologie. Die Universität ist eng vernetzt mit den Forschungseinrichtungen Potsdams und der Region. Ihre konsequente Internationalisierungsstrategie trägt dazu bei, den Wissenschaftsstandort Potsdam für Nachwuchskräfte aus dem In- und Ausland attraktiv zu machen. Potsdam Transfer, das universitäre Zentrum für Gründung und Innovation, Wissens- und Technologietransfer, sorgt dafür, Innovationen aus der Forschung in die Praxis zu überführen.

Über die School of Analytical Sciences Adlershof (SALSA) an der Humboldt-Universität zu Berlin

Im Rahmen von SALSA bearbeiten über 70 Doktorandinnen und Doktoranden aus knapp 30 Nationen – die SALSA-Fellows – projektbezogen unterschiedliche multidisziplinäre Fragestellungen der analytischen Wissenschaften. Betreut werden die Fellows von über 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die jeweils im Team forschen. Die Graduiertenschule wurde 2012 im Rahmen der Exzellenzinitiative an derHumboldt-Universität zu Berlin eingerichtet und arbeitet im Berlin-Brandenburger Raum mit 9 weiteren wissenschaftlichen Einrichtungen, unter anderem der BAM und der Universität Potsdam, eng zusammen. International kooperiert SALSA mit der Eidgenössisch-Technischen Hochschule Zürich (ETHZ, Schweiz), der Hebrew University Jerusalem (HUJI, Israel) und der Universidad de Oviedo (Spanien).