Project Details
Projekt
Aufbau elektrischer Netzwerke mit Motorproteinen und DNA
Applicant
Professor Dr. Jonathon Howard
Subject Area
Theoretical Condensed Matter Physics
Term
from 2002 to 2006
Project identifier
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5465311
Ziel des Vorhabens ist es, Evolutionsmechanismen von biologischen Zellen für den Aufbau von nanoskaligen elektrischen Netzwerken zu erschließen. Motorproteine und DNA (Desoxyribonukleinsäure) werden hierfür als biologische Werkzeuge benutzt. Als grundlegendes Prinzip soll das Wechselspiel von stochastischem Strukturaufbau und Strukturselektion in Verallgemeinerung des Darwinschen Evolutionsprinzips hierbei verwirklicht werden. Die Entwicklung der elektrischen Netzwerke soll in einem dreistufigen Prozess erfolgen: (i) Der Strukturaufbau soll durch Kinesin-Mikrotubulin-Motoren erfolgen, die unter Energiezufuhr in Form von ATP getrieben werden. Als strukturbildendes Element sind l-DNA vorgesehen. Durch stochastischen Transport der DNA in einer periodischen Mikrostruktur von metallisierten Kontakten, die zugleich als DNA Bindungsstellen funktionalisiert werden, sollen unterschiedliche regellose DNA-Netzwerke aufgebaut werden. (ii) Die Strukturselektion soll durch definiertes Schneiden der zunächst stochastischen DNA-Segmente mit Restriktionsenzymen erfolgen, so dass ein regelmäßiges DNA-Netzwerk generiert wird, das die Symmetrie der periodischen Mikrokontaktstruktur annimmt. (iii) Die Funktionalisierung des DNA-Netzwerkes soll durch eine anschließende Metallisierung mittels Abscheidung von Platin aus wässriger Lösung erfolgen. Das Gesamtziel des Projektes besteht darin, einen ersten Schritt zum Erschließen von molekularen Evolutionsmechanismen unter Nutzung von Motorproteinen zur Generierung von nanoskaligen elektrischen Strukturen zu tun.
DFG Programme
Research Units
Participating Persons
Professor Dr. Michael Mertig; Professor Dr. Wolfgang Pompe
