Nanobiotechnologie mt viralem DNA Verpackungsmotor

Der Bakteriophage phi29 ist ein Modellorganismus für Studien zum Thema DNA Verpackung; ein Prozess, den doppelsträngige DNA (dsDNA) Viren verwenden, um ihr Genom in den Phagenkopf zu verfrachten und zu kondensieren. Die DNA Verpackung bewerkstelligt ein ATP-getriebener Motorkomplex, der in einem Eckpunkt des ikosahedralen Phagenkopfes sitzt. Biomolekulare Motoren zeigen interessante Verwendungsmöglichkeiten als Teile von zukünftigen nanoelektromechanischen Systemen und Nanobauelementen. Der DNA Verpackungsmotor des Bakteriophagen phi29 bietet sich für derartige anwendungsorientierte Forschung besonders an, da er einer der stärksten bisher bekannten biologischen Nanomotoren ist, da er sehr kontinuierlich arbeitet, da er aus modifizierten Bestandteilen in definierter Art und Weise zusammengebaut werden kann, da er wahrscheinlich mit einem Rotationsmechanismus arbeitet, und da er nach Belieben ein- und ausgeschaltet werden kann. Das Ziel dieses Projektes ist es herauszufinden, wie der phi29 DNA Verpackungsmotor verwendet werden könnte, um synthetische Nanokomponenten zu bewegen. Im Detail umfasst dieses Ziel 1) die Entwicklung von Methoden, die eine Kopplung von synthetischen Partikeln, Biomolekülen und anderen Bindungspartnern an den Motor erlauben, ohne die Funktion des Motors zu beeinträchtigen; und 2) die Erarbeitung von Wissen über den molekularen Arbeitsmechanismus des Motors. Elektronenmikroskopie, Lichtmikroskopie und Testmethoden für den Zusammenbau von Bakteriophagen werden zur Untersuchung von Motoren, die angekoppelte Komponenten tragen, dienen. Die Arbeiten sollen zeigen, wieviele Moleküle des essentiellen Bauteils pRNA ein Motor umfasst, und ob der Motor tatsächlich mit einem Rotationsmechanismus arbeitet. Die Ergebnisse dieses Projekts sollen grundlegendes Wissen etablieren, auf das zukünftige Forschung zur Anwendung des phi29 DNA Verpackungsmotors in der Nanobiotechnologie aufbauen kann.