DNA som en supramolekylær byggesten

Ph.d.-studerende Willem Noteborn har undersøgt supramolekylære strukturer. Disse kan være nyttige til indlæsning af medicin og signalmolekyler vedr. for eksempel, cellulær differentiering. I sit speciale, han beskriver funktionen af ​​disse strukturer.

Noteborn:'Målet med min forskning er at lave materialer på nanoskala, som til sidst kan danne strukturer, der overstiger denne lille skala, synligt med det blotte øje. Jeg har undersøgt, hvordan visse komponenter danner strukturer og egenskaberne af disse strukturer. Det er det store tema i mit speciale:supramolekylær kemi, beregnet til medicinske anvendelser og diagnostik.'

Supramolekylære polymerer kan ses som kæder af blokke, der ikke er kovalent bundet med for eksempel hydrogenbindinger eller Van der Waals-kræfter. Noteborn brugte individuelle polymerfibre, samt større netværk, hvor han kunne, for eksempel, vokse celler. Han har forsket meget i superabsorberende hydrogeler, lavet af denne slags polymerer.

I forskellige eksperimenter brugte Noteborn DNA. Han forklarer:'Jeg arbejder meget med DNA. Alle kender DNA fra dets klassiske rolle inden for genetik og bioteknologi. Men jeg går mange skridt længere end syntetisk biologi ved at se DNA som en byggesten.'

I naturen, i dobbeltstrenget DNA forekommer kombinationerne af de komplementære baser adenin og thymin og cytosin og guanin. Noteborn gør brug af denne ejendom. 'Du kan binde adenin til en thymin og cytosin til en guanin, resulterer i en slags magneter. Med disse egenskaber, du kan lave mange fede tricks.'

I et af hans modelsystemer, Willem Noteborn brugte en supramolekylær polymer med DNA-stammer til selektiv belastning og frigivelse af gyldne partikler på nanometerstørrelse (figur 1). Når disse polymerer blandes med DNA-funktionaliserede gyldne partikler, de vil binde til en DNA-stamme på polymeren. Herved gyldne kugler kan ses på polymeren. Ved at tilføje en gratis, mere komplementær DNA-stamme, de gyldne partikler med DNA-stammer vil give slip på polymeren, fordi de vil binde bedre til det frie DNA end til den supramolekylære polymer. Herved de gyldne kugler kan ikke ses mere og bagefter, mindre gyldne kugler kan fyldes på polymeren.

Noteborn har altid været interesseret i biologi og kemi. Hans far Mathieu Noteborn er professor i biokemi ved Leiden Universitet. Willem Noteborn siger:'Siden jeg var fire år gammel har jeg gået gennem laboratoriet. Miljøet var ikke nyt for mig. Jeg havde stor beundring for Watson og Crick, to af DNA-opdagerne.'

Willem Noteborn opnåede en bachelor- og en mastergrad i Life Science &Technology. Han fulgte først et praktikophold hos sin senere vejleder, Alexander Kros. Efter en bioteknologisk masterpraktik hos Gilles van Wezels forskningsgruppe om Streptomyces-bakterier, han begyndte sin kandidatforskning hos Roxanne Kieltyka og Alexander Kros.

Social relevans spiller en rolle i Noteborns forskning. Han siger:'Min forskning er grundlæggende, men det er nødvendigt til sidst at komme med et socialt apparat. Jeg tror, ​​at mange af den slags modelsystemer ikke vil blive anvendt direkte, men mange aspekter kan nemt implementeres. Vi har ikke lavet medicinsk forskning endnu.' Men, Han beslutter, den supramolekylære kemi er en hastigt voksende disciplin. I fremtiden, disse systemer vil helt sikkert blive anvendt i medicin.