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Einzelmolekülanalysen mithilfe von DNA-Origami

Authors

  • Dr. Arivazhagan Rajendran,

    1. Department of Chemistry, Graduate School of Science, Kyoto University, Sakyo-ku, Kyoto 606-8502 (Japan), Fax: (+81) 75-753-3670 http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/chembio
    2. CREST, Japan Science and Technology Corporation (JST), Sanbancho, Chiyoda-ku, Tokyo 102-0075 (Japan)
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  • Dr. Masayuki Endo,

    Corresponding author
    1. CREST, Japan Science and Technology Corporation (JST), Sanbancho, Chiyoda-ku, Tokyo 102-0075 (Japan)
    2. Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS), Kyoto University, Yoshida-ushinomiyacho, Sakyo-ku, Kyoto 606-8501 (Japan)
    • CREST, Japan Science and Technology Corporation (JST), Sanbancho, Chiyoda-ku, Tokyo 102-0075 (Japan)
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  • Prof. Dr. Hiroshi Sugiyama

    Corresponding author
    1. Department of Chemistry, Graduate School of Science, Kyoto University, Sakyo-ku, Kyoto 606-8502 (Japan), Fax: (+81) 75-753-3670 http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/chembio
    2. CREST, Japan Science and Technology Corporation (JST), Sanbancho, Chiyoda-ku, Tokyo 102-0075 (Japan)
    3. Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS), Kyoto University, Yoshida-ushinomiyacho, Sakyo-ku, Kyoto 606-8501 (Japan)
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Abstract

In den letzten beiden Jahrzehnten wurden verschiedene Methoden entwickelt, die den Nachweis und die Manipulation einzelner Moleküle ermöglichen. Ein grundlegendes Verständnis biochemischer Reaktionen wurde mit solchen Methoden ebenso erreicht wie Biomolekülfaltung und Wirkstoff-Screenings. Einzelmolekülanalysen wurden auch in der DNA-Nanotechnologie angewendet. Bis vor Kurzem konnten mit den verbreitetsten Verfahren Strukturen von 10 bis 20 nm erhalten werden, was allerdings für viele Anwendungen nicht ausreicht. Die aktuelle Entwicklung eines “gerüstgebundenen DNA-Origami” ermöglicht die Konstruktion größerer definierter Anordnungen. Einer der Hauptvorteile des Origami-Verfahrens ist die präzise Umsetzbarkeit der gewünschten Strukturen: Jeder Basenstapel kann als Anheftungspunkt verschiedener Arten von Nanoobjekten wirken. Daher ist die Methode geeignet, um verschiedene Funktionalitäten präzise zu positionieren und viele chemische und biochemische Prozesse auf Einzelmolekülebene zu untersuchen. Hier fassen wir die neuesten Erkenntnisse bei der Einzelmolekülanalyse mit DNA-Origami zusammen und diskutieren die künftigen Aufgaben für die Forschung.

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