Väitös kemian tekniikan alalta, DI Sofia Julin

Väitöskirjan nimi: DNA Origami as a Tool for Assembling Functional Biohybrid Nanomaterials

Tohtoriopiskelija: DI Sofia Julin
Vastaväittäjä: professori Maartje Bastings, EPFL, Sveitsi
Kustos: professori Mauri Kostiainen, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu, biotuotteiden ja biotekniikan laitos

DNA-origami nanotason rakennusmateriaalina

DNA tunnetaan laajalti perinnöllisen tiedon kantajana, mutta se on myös erinomainen nanotason rakennusmateriaali. Watson-Crick emäspariutuminen on hyvin spesifistä ja liittää yksijuosteisia DNA-molekyylejä yhteen ohjelmoidulla tavalla, mitä DNA-nanoteknologiassa hyödynnetään halutun muotoisten DNA-pohjaisten nanorakenteiden muodostamiseen. Yleinen menetelmä DNA-nanorakenteiden valmistamiseen on DNA-origamitekniikka, missä pitkä ja yksijuosteinen DNA-molekyyli laskostetaan mielivaltaiseksi ja tarkasti määritellyksi nanoskaalan rakenteeksi. Sadoittain lyhyitä DNA-juosteita sitoutuu useisiin pitkän DNA-molekyylin osiin laskostaen sen haluttuun muotoon. DNA-origamirakenteita voidaan myös helposti muokata lisäämällä niihin esimerkiksi metallinanopartikkeleita tai ulkoisille ärsykkeille herkkiä rakenneosia, ja siksi niitä voidaan käyttää eri sovelluksiin muun muassa nanolääketieteessä ja nanovalmistuksessa.

Nykyisillä nanovalmistustekniikoilla ulkoisille ärsykkeille herkkiä ja hyvin järjestyneitä nanomateriaaleja on haastavaa valmistaa. DNA-origamit ovat negatiivisesti varautuneita DNA-rungon fosfaattien vuoksi voiden täten toimia rakennuspalikoina nanomateriaaleissa, jotka ovat koottu sähköstaattisten vuorovaikutusten avulla. Yhdistämällä DNA-origamit positiivisesti varautuneiden lipidien ja kultananopartikkelien kanssa tässä väitöskirjassa kehitettiin menetelmiä rakentaa järjestyneitä lipidirakenteita ja kultananopartikkelihiloja. Hierarkkisia DNA-origamihiloja voidaan rakentaa yhdistämällä useita DNA-origamiyksiköitä, mutta toistaiseksi nämä ovat olleet pääasiassa staattisia. Sisällyttämällä pH-herkkiä rakenneosia hilan muodostavaan DNA-origamiyksikköön, valmistettiin tässä työssä DNA-origamipohjainen hila, joka vaihtaa avoimen ja suljetun konfiguraation välillä riippuen ympäröivän liuoksen pH:sta. Väitöskirja edistää DNA-origamin käyttöä nanovalmistuksessa ja osoittaa, että DNA-origami voi toimia monipuolisena rakennuspalikkana kehittyneissä nanomateriaaleissa.

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä)
Yhteystiedot:
DI Sofia Julin
[email protected] 

Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat

Zoom pikaopas