DNA-Nanoroboter verändern künstliche Zellen

Für die Funktion von Zellen spielen Form und Morphologie eine entscheidende Rolle - ein Prinzip, das auch in künstlichen Zellen zunehmend Beachtung findet. Mithilfe von Fortschritten in der DNA-Nanotechnologie haben die Forschenden unter der Leitung von Prof. Laura Na Liu, Direktorin des 2. Physikalischen Instituts der Universität Stuttgart, eine Methode entwickelt, um die Form und Durchlässigkeit von Lipidmembranen gezielt zu steuern. Diese künstlichen Zellmembranen bestehen aus Lipiddoppelschichten und dienen als Modelle für lebende Zellen.   

Die DNA-Origami-Technologie ist das Herzstück der Forschung. Hierbei werden DNA-Stränge durch kürzere Sequenzen zu spezifischen Strukturen gefaltet. Die Forschenden nutzten diese Technik, um rekonfigurierbare Nanoroboter zu schaffen, die ihre Form dynamisch ändern und dabei Transportkanäle in synthetischen Zellmembranen öffnen und schließen können.  

Dies ermöglicht den präzisen Transfer großer Moleküle, wie Proteinen oder Enzymen, durch die Membranen - ein Potenzial, das zukünftige therapeutische Anwendungen voranbringen könnte. „Die Arbeit ist ein Meilenstein in der Anwendung der DNA-Nanotechnologie zur Regulierung des Zellverhaltens“, betont Prof. Laura Na Liu. 

Das entwickelte System von membranständigen Kanälen wird von DNA-Nanorobotern gesteuert und schafft so einen effizienten Durchgang spezifischer Moleküle und Substanzen in die Zellen. In weiteren Anwendungen könnte dies die zielgerichtete Abgabe von Medikamenten oder therapeutischen Molekülen an spezifische Zellbereiche ermöglichen. 

„Unser Ansatz eröffnet neue Möglichkeiten, das Verhalten lebender Zellen zu imitieren. Dieser Fortschritt könnte für künftige therapeutische Strategien entscheidend sein“, sagt Prof. Hao Yan, Mitautor der Arbeit. 

MEDICA.de; Quelle: Universität Stuttgart