Infektionsfreie und skalierbare Herstellung von DNA-Oligonukleotiden zur Massenproduktion von Nanoobjekten über Selbstassemblierung

• Antragsteller: Professor Dr. Hendrik Dietz; Professor Dr.-Ing. Dirk Weuster-Botz
• Fachliche Zuordnung: Bioverfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405686451

Ein nächster Meilenstein auf dem Weg zur Erschließung von breiten Anwendungen von DNA-Molekülen für die Nanotechnologie sind Studien in Organismen. Hierfür, sowie für Studien zu Anwendungen in den Materialwissenschaften ist mittelfristig die skalierbare Bereitstellung von Einzelstrang-DNA Mengen im Kilogramm-Maßstab notwendig. Hierzu sind neue Verfahren erforderlich, um den Sprung vom Gramm- zum Kilogramm-Maßstab und darüber hinaus zu ermöglichen. Um die biotechnologische Produktion solch großer Mengen definierter Einzelstrang-DNA Objekte effizient durchführen zu können, ist es unerlässlich auf existierende biotechnologische Produktionsanlagen zurückgreifen zu können. Sowohl bei der direkten Verwendung des infektiösen Bakteriophagen M13 zur Herstellung eines Einzelstrang-DNA Grundgerüstes (scaffold) als auch bei der Herstellung benutzerdefinierter und artifizieller Einzelstrang-DNA mit einer Kombination aus Phagemid und infektiösen Helferphagen ist keine Einzelstrang-DNA Produktion mit E. coli bei Lohnherstellern möglich, da bei allen anderen dort durchgeführten Produktionsprozessen mit E. coli die Gefahr der ungewollten und unerwünschten Phageninfektion besteht. Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens ist daher die rationale Gestaltung eines neuen Verfahrens zur infektionsfreien und effizienten Herstellung von Einzelstrang-DNA zur Selbstassemblierung von Nanoobjekten in einem Reaktionsansatz. Statt eines infektiösen Helferphagens soll hierzu ein Helferplasmid neben dem Phagemid in E. coli genutzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen