DNA-Fragmentierungsreaktionen durch langsame (0-5eV) Elektronen: Vom unimolekularen Zerfall isolierter Bausteine zu Strangbrüchen in Oligonucleotiden

• Antragsteller: Professor Dr. Eugen Illenberger
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5425029

Infolge der Wechselwirkung energiereicher Strahlung mit zellulärem Material entsteht entlang einzelner Ionisationsspuren eine große Anzahl niederenergetischer Sekundärelektronen. Es gibt Hinweise, dass diese langsamen Elektronen durch (resonante) dissoziative Elektronen-Anlagerung (DEA) Strangbrüche in Plasmid-DNA verursachen und somit eine wichtige Rolle bei der molekularen Beschreibung von Strahlenschäden spielen. In diesem Vorhaben soll durch Einsatz verschiedener experimenteller Methoden die Reaktionen langsamer Elektronen mit DNA systematisch studiert werden mit dem Schwerpunkt Oligonucleotide als Modell. Die Experimente beinhalten (a) Untersuchungen der grundlegenden Mechanismen der Fragmentierungsreaktionen anhand der Ausbeute von Ionen (unimolekularer Zerfall in der Gasphase, Desorption von Ionen aus immobilisierten Oligonucleotiden) sowie (b) die direkte Beobachtung von erfolgten Strangbrüchen. Letztere sollen durch Fluoreszenzmarkierung nachgewiesen und als Funktion der Struktur der Oligonucleotide (Sequenz, Strananordnung, eingebaute Sensibilisatoren) quantifiziert werden. Dabei sollen die Grundlagen eines Hochdurchsatz-(Micro-Array)-Verfahrens entwickelt werden, welches es erlaubt, die Sequenzabhängigkeit der Schäden detailliert zu untersuchen. Das generelle Ziel des Vorhabens ist, von der Kenntnis der intrinsischen Eigenschaften der Bausteine eine Brücke zu den entscheidenden Zerfallsprozessen im Netzwerk der Oligonucleotide zu schlagen. Die Experimente werden in enger Zusammenarbeit mit der Theorie durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen