Geometrisch-kontrollierte Selbst-Assemblierung künstlicher molekularer Kapside

• Antragsteller: Professor Dr. Hendrik Dietz
• Fachliche Zuordnung: Biophysik ; Strukturbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422408755

Ein Virus ist ein kleines biologisches Partikel, das aus genetischen Informationen auf Nukleinsäurebasis in einer molekularen Hülle besteht, die als Kapsid bezeichnet wird. Wie sich die oft äußerst komplexen Kapside selbsttätig zusammensetzen, ist ein faszinierendes Forschungsgebiet mit vielen offenen Fragen. Für das vorliegende Projekt sollen natürliche Virenkapside als Blaupause für die Konstruktion von synthetischen molekularen Kapsiden dienen. Wir werden die Symmetrieeigenschaften natürlicher viraler Kapside adaptieren und wir werden das Prinzip der Quasi-Äquivalenz ausnutzen. Basierend darauf werden wir die Geometrie DNA-Origami-basierter molekularer Bausteine in einem iterativen, durch cryo-EM Strukturanalyse geleiteten Prozess derart gestalten, dass diese Komponenten sich effizient in geschlossene Kapside mit vorhergeplanten Triangulationsnummern selbst-assemblieren können. Wir werden die Kapsidbildung in Echtzeit beobachten und ein Phasendiagramm für die Kapsidbildung als Funktion der Umgebungsbedingungen bestimmen, um theoretische Vorhersagen zur Selbst-Assemblierung viraler Kapside zu überprüfen Mit den künstlichen Kapsiden wollen wir zusätzlich zu grundlegenden Einsichten in Prinzipien der viralen Kapsidbildung auch eine Grundlage für zukünftige fortschrittliche, synthetische Vektoren für den Wirkstoff- und Gentransport schaffen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen