I dagens udgave af tidskriftet Nature beskriver forskere fra Aarhus Universitet hvordan det er lykkes dem at fremstille en kasse i nanostørrelse. Denne nano-kasse er den hidtil mest komplekse selv-samlet, menneskeskabte nano-struktur.

Byggeklodserne, som nano-kassen er konstrueret af, er DNA-molekyler. På næsten magisk vis samler hundredevis af DNA-molekyler sig selv til lige netop den kasse struktur som forskerne har designet på computeren.

Nano-kassen har tilmed et låg som kun åbner sig hvis det kommer i kontakt med de rette molekyler. Dette giver mulighed for at bruge nano-kassen som diagnostisk sensor til at afsløre tilstedeværelse af fx virus eller kræft. På længere sigt kan kassen bruges til kontrollere frigivelse af medicin i syge celler.

DNA-foldning i 3D
Kassen er dannet af DNA strenge. Forskerne folder en lang DNA-streng i netop den form de ønsker ved hjælp af flere hundrede korte DNA-strenge som hver især er programmeret til at binde sig til specifikke steder på den lange streng. Metoden har dog hidtil kun været anvendt i to dimensioner – til flade strukturer – men med udviklingen af et nyt computerprogram er det altså nu lykkedes Århus-forskerne at designe nano-strukturer i 3D.

En uhyre nyttig egenskab ved nano-kassen er at forskerne har de påsat to "låse" og en lille molekylær "lampe" på kassens låget. Låsene kan åbnes med bestemte DNA-nøgler. Forskerne kan holde øje med om kassen er åben eller lukket idet lampen ved belysning lyser rødt når kassen er lukket og grønt når kassen er åben

Næste skridt
Århusforskerne er allerede i gang med forsøg med at pakke biologiske enzymer ind i nano-kassen for hermed at kunne kontrollere enzymernes aktivitet. Desuden arbejder de på at pakke medicinmolekyler i kasserne og teste kassernes stabilitet i blod og i celler. Potentialet i nano-kassens kan blive evnen til at reagere på det lokale miljø som den befinder sig i – fx blod – og frigive medicin til kræftceller eller virusramte celler.

Projektet med nano-kassen er udført på Danmarks Grundforskningfonds 'Center for DNA-Nanoteknologi' (CDNA) og Interdisciplinært Nanoscience Center (iNANO) under ledelse af professor Jørgen Kjems, professor Kurt Vesterager Gothelf og professor Flemming Besenbacher. Førsteforfatter på Nature-artiklen, postdoc Ebbe Sloth Andersen, har spillet en helt central rolle for projektet der har involveret ekspertise fra de tre forskningsgrupper og mange tekniske eksperter der tilsammen har gjort projektet muligt.

Læs også:
- Delfinerne fra Aarhus Universitets logo lavet i DNA
- Rejse ind cellens nanoverden og smilende DNA ansigter
- Starten er gået for ny DNA-nanoteknologi i Århus