Caltechs DNA-Origami revolutioniert den Proteinnachweis mit wiederverwendbaren Biosensoren

Wissenschaftler am Caltech unter der Leitung von Paul Rothemund haben eine neuartige Methode unter Verwendung von DNA-Origami entwickelt, um Proteine in Körperflüssigkeiten nachzuweisen. Diese Technik könnte die Notwendigkeit von Labortests überflüssig machen und die Diagnostik beschleunigen. Die in den *Proceedings of the National Academy of Sciences* veröffentlichte Forschungsarbeit nutzt die Selbstorganisationseigenschaften der DNA, um Strukturen im Nanobereich zu erzeugen. Das Team entwickelte eine Seerosenblatt-ähnliche Struktur, die mit bis zu 70 redoxaktiven Reportermolekülen ausgestattet ist und über einen DNA-Linker an einer Goldelektrode verankert ist. Wenn ein Zielmolekül bindet, bewegt sich das Seerosenblatt zur Elektrode und erzeugt ein elektrisches Signal, das proportional zur Konzentration des Analyten ist. Diese DNA-Origami-Struktur erhöht die Empfindlichkeit und ermöglicht die Aufnahme größerer Biomoleküle, wodurch sie sich ohne Neukonstruktion an verschiedene Ziele anpassen lässt. Die Forscher demonstrierten die Vielseitigkeit des Systems durch den Nachweis von Proteinen wie dem aus Blutplättchen gewonnenen Wachstumsfaktor BB (PDGF-BB). Die Sensoren können mehrfach wiederverwendet werden, was Kosteneffizienz bietet. Laut Guareschi vom Caltech ermöglicht das modulare Design eine schnelle Rekonfiguration zum Nachweis neuer Moleküle. Zukünftige Anwendungen umfassen proteomische Studien zur Bestimmung von Proteinkonzentrationen, die potenziell schnelle diagnostische Tests ermöglichen. Die Forschung wurde von Institutionen wie dem Army Research Office und der National Science Foundation unterstützt und nutzte Geräte des Kavli Nanoscience Institute.