Forestil dig, du sidder i et rum lænket til en stol. Bag dig spiller et dukketeater. Det eneste, du kan se, er skyggerne af dukkerne, der kastes op på bagmuren som mørke silhuetter. Stykket kunne muligvis handle om Alexander den Store, der hugger den Gordiske knude over.

Ved hjælp af DNA baserede sensorer og DNA baserede relæsystemer har Emil L. Kristoffersen undersøgt fluorescensoplyste konturer af enzymatiske reaktioner, som var de skygger af dukker i et dukketeater.

DNA-baserede sensorer er DNA-strukturer, der udsender signal ved enzymatisk reaktion og derved tillader real-tidsundersøgelser af den enzymatiske reaktion. Sådanne sensorer er gennem Emil L. Kristoffersens arbejde blevet anvendt til undersøgelse af kræftrelaterede enzymer såsom human Topoisomerase I og human Tyrosyl-DNA phosphordiesterase 1. DNA-baserede sensorer er brugbare redskaber for nem og hurtig enzymreaktionsanalyse. Som demonstreret i Emil L. Kristoffersens ph.d.-afhandling blev de DNA-baserede sensorer bl.a. anvendt til beskrivelse af nye potentielle kræftmedikamenter.

DNA-baserede relæsystemer er DNA-strukturer, der formidler en enzymatisk reaktion på en måde, der specifikt kan blive detekteret gennem nedstrømsforstærkningsmetoder. Gennem Emil L. Kristoffersens arbejde er den drastiske reaktion udført af det essentielle enzym Topoisomerase II, der klipper dobbeltstrenget DNA i stykker, blevet detekteret ved brug af et Gordisk knude-agtig DNA-nanostrukturbaseret relæsystem, der består af sammenkædede DNA-nanocirkler. Heldigvis er Topoisomerase II – i modsætning til Alexander – i stand til at sammenhæfte de kløvede strenge, hvilket medfører decatenering og frigørelse af en intakt DNA-nanocirkel efter reaktion på DNA-nanostrukturen. Emil L. Kristoffersen har arbejdet med design og udvikling af DNA-nanostrukturen samt metoden til at detektere den decatenerede DNA-nanocirkel. Metoden er baseret på Rolling Circle Amplification af den decatenerede DNA-nanocirkel for derved at tillade ned til enkelt reaktionsdetektionssensitivitet. Topoisomerase II er mål for flere kemoterapeutiske medikamenter mod kræft og er videre blevet foreslået som en biomarkør for kemoterapeutisk effekt. Derfor kan detektion af Topoisomerase II enzymaktivitet gennem brug af den udviklede metode potentielt blive anvendt til at forbedre kemoterapeutisk behandling i fremtiden.

Heldigvis var Emil L. Kristoffersen ikke lænket til sin stol i virkeligheden, men drevet af sin egen entusiasme kan det ovenfor præsenterede scenarie passende overføres til essensen af de studier, der er blevet afholdt gennem hans tid som ph.d.-studerende på Aarhus Universitet.

Ph.d.-studiet er gennemført ved Institut for Molekylærbiologi og Genetik (MBG) samt Interdisciplinært Nanoscience Center (iNANO), Science and Technology, Aarhus Universitet.

Dette resumé er udarbejdet af den ph.d.-studerende.

Tid: Tirsdag den 11. oktober 2016, kl. 11.00
Sted: Bygning 1540, lokale K20, Institut for Matematik, Ny Munkegade 118, Aarhus Universitet, 8000 Aarhus C.
Afhandlingens titel: A Study of Designed DNA Nanostructures and their use in Enzyme Activity Detection
Kontaktinfo: Emil L. Kristoffersen, e-mail: emilkrist@gmail.com, tlf.: 2927 1306
Bedømmelsesudvalg:
Professor Giovanni Capranico, PhD, Department of Pharmacy & BioTechnology, University of Bologna, Italien
Professor Brage Storstein Andresen, PhD, Department of Biochemistry and Molecular Biology, Syddansk Universitet
Lektor Knud Erik Larsen (formand), Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet
Hovedvejleder:
Lektor Birgitta R. Knudsen, Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet
Medvejleder:
Adjunkt Megan Yi-Ping Ho, iNANO, Aarhus Universitet
Sprog: Ph.d.-afhandlingen forsvares på engelsk

Forsvaret er offentligt. Afhandlingen ligger til gennemsyn hos Graduate School of Science and Technology/GSST, Ny Munkegade 120, bygning 1520, lokale 128-134, 8000 Aarhus C