Mit Origami-Nanostrukturen einzelnen Molekülen auf der Spur

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.

Quelle: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)