Mit DNA-Origami gegen Antibiotikaresistenzen

Eine Arbeitsgruppe der Uni Paderborn untersucht die Eigenschaften von DNA-Materialien. Mithilfe von sogenanntem DNA-Origami bauen die WissenschaftlerInnen DNA-Nanostrukturen, also mikroskopisch kleine, komplexe Geflechte.

„Dabei werden DNA-Stränge gezielt in beliebige, dreidimensionale Strukturen gefaltet. Antibiotika-Moleküle können darauf äußerst präzise angeordnet werden. Mit dieser Methode wollen wir neuartige Wirkstofftransportsysteme gestalten und so die Wirksamkeit gegenüber antibiotikaresistenten Keimen wiederherstellen“, berichtet Arbeitsgruppenleiter PD Dr. Adrian Keller.

Was wie Basteln mit Papier klingt, ist in der Biochemie ein feststehender Begriff: Origami – nur eben nicht mit quadratischen Papierbögen, sondern mit DNA, also dem Erbgut. Die WissenschaftlerInnen der Universität Paderborn nutzen DNA-Stränge, um damit komplexe Nanostrukturen zu bauen, die künftig in der Biomedizin eingesetzt werden können oder bei der Oberflächenstrukturierung helfen.

Hierzu koppeln sie die Antibiotika-Moleküle und weitere Moleküle an die DNA-Stränge, aus denen die DNA-Nanostrukturen aufgebaut werden. Getestet wird die Wirksamkeit der verschiedenen Molekül-Kombinationen an unterschiedlichen Modell-Organismen.

„Wir erhoffen uns, dass wir am Schluss eine Nanostruktur haben, die sowohl gegen antibiotikaresistente als auch gegen antibiotikaempfängliche Keime wirkt. Darüber hinaus wollen wir verstehen, wie wir die Moleküle anordnen müssen, damit sie ihre maximale Wirkung zeigen", erläutert Keller. „Zusätzlich möchten wir bestimmte wirksame Molekül-Paarungen identifizieren, sodass die Erkenntnisse auch in anderen Verfahren angewandt werden können.“

Das Forschungsvorhaben ist soeben mit dem Forschungspreis 2022 der Universität Paderborn ausgezeichnet worden.  Mit dem 150.000 Euro-dotierten Preis werden außergewöhnliche Forschungsvorhaben abseits des Mainstreams, unkonventionelle Hypothesen und Methoden sowie kreative und neuartige Ideen gewürdigt.