Mineraloberflächen: Genese und Archiv biolog. Information

DNA sind Nukleinsäuren, die Lebewesen mit Hilfe einer komplexen biochemischen Maschinerie innerhalb von Zellen zur Informationsspeicherung bzw. als Bauplan des Organismus herstellen. Das vorliegende Projekt widmet sich allerdings dem Verhalten von Nukleinsäuren ausserhalb lebender Zellen. Insbesonders wird die Reaktivität von DNA an Mineraloberflächen untersucht. Neuere Erkenntnisse der Anthropologie haben nämlich gezeigt, dass sich DNA- Bruchstücke (sogenannte ancient DNA oder aDNA) ausserhalb von lebenden Zellen über viele tausende von Jahren an Mineraloberflächen erhalten können. Dies hat in den letzten Jahren z.B. zur weitgehenden Entschlüsselung des Genoms von Neanderthalern geführt. Gleichzeitig wurde immer wieder die Vermutung geäussert, dass die präbiotische Synthese von Nukleinsäuren an Mineraloberflächen eine wichtige Rolle bei der Entstehung des Lebens gespielt haben könnte. Die Mechanismen der Synthese und des Abbaus von Nukleinsäuren, ihre Kinetik und Thermodynamik, und somit die chemischen Grundlagen des Werdens und Vergehens von DNA an Mineraloberflächen, sind also der Gegenstand dieser Untersuchung. Im ersten Schritt wird die Adsorption von Nukleinsäuren und deren Bausteinen an den Oberflächen verschiedener Minerale beobachtet. Außerdem wird untersucht, ob sich Nukleinsäuren an diesen Mineraloberflächen aus einfacheren Molekülen polymerisieren und welche Strukturen diese Produkte haben. Schließlich wird untersucht, wie Mineraloberflächen Nukleinsäure stabilisiert und über lange Zeiträume vor Abbau schützt. Besondere Aufmerksamkeit wird dem Einfluss anderer organischer Substanzen (z.B. Huminstoffe) auf die Nukleinsäureentstehung, - adsorption, und schutz an Mineraloberflächen gewidmet. Dieses Forschungsvorhaben ist ein gemeinsames Projekt der Universität Wien, des Centre de Recherche et d`Enseignement de Géosciences de l`Environnement (Aix- en-Provence) und der University of Bordeaux und wird durch den österreichischen FWF und das französische ANR gefördert.