DNA koblet sammen med proteiner, herunder antistoffer, udgør et stærkt makkerpar, der kan bruges inden for diagnosticering, nanoteknologi og andre discipliner. Et protein-DNA-partnerskab, en såkaldt mærkning af proteiner med DNA, kan eksempelvis bruges til følsom detektion og visualisering af biologisk materiale. Metoden giver også nemmere adgang til håndtering af proteiner i nanoteknologi, hvor DNA’et virker som et håndtag på proteinet.

Det kan være en udfordring at styre sammenkoblingen af store makromolekyler som DNA og proteiner, når man ønsker at koble dem på helt bestemte måder og steder. Nu har forskere fra Aarhus Universitet udviklet en ny og effektiv metode til mærkning af proteiner med DNA, så processen kan styres langt mere simpelt end hidtil. Den nye metode er udviklet ved Danmarks Grundforskningsfonds Center for DNA Nanoteknologi (CDNA) i samarbejde mellem forskere fra iNANO, Institut for Kemi og Institut for Molekylærbiologi ved Aarhus Universitet. Arbejdet er beskrevet i det meget anerkendte videnskabelige tidsskrift Nature Chemistry.

- For at bevare proteinets funktion og aktivitet kræves det ofte, at kun en enkelt DNA-streng hæftes på proteinet. Samtidig kan det være vigtigt at vide, hvor på proteinet DNA-strengen er påsat. Dette kan man som oftest kun opnå, hvis man har at gøre med genetisk modificerede proteiner. Det er en arbejdskrævende og teknisk udfordrende proces, forklarer en af forskerne bag den nye metode, ph.d.-studerende Christian B. Rosen fra CDNA på Aarhus Universitet.

Med den nye metode er det muligt at dirigere mærkning af proteiner med DNA til et bestemt område af proteinet, uden at proteinet først skal genmodificeres. Det vil sige, at man kan mærke naturlige proteiner, herunder antistoffer.

Forskerne bruger et stykke DNA, der er modificeret til at binde til metal-ioner. Ved hjælp af denne ”styrepind” dirigeres et andet stykke DNA hen til et metalbindingssted på proteinet og reagerer her. Rigtig mange proteiner binder metal-ioner og vil derfor være tilgængelige for denne metode. Det er væsentligt, at de mærkede proteiner med denne metode bevarer deres funktionalitet efter de er bundet til DNA.

Forskerne søger at patentere den nye metode, som har potentiale på en række områder.

- Det vigtigste er, at vi kan benytte vores teknik til mærkning af antistoffer. Antistoffer, der er kemisk bundet (konjugeret) til kemoterapeutika, repræsenterer en hel ny klasse af medicin, hvor antistof-delen benyttes til genkendelse af et bestemt væv og kemoterapeutika-delen benyttes til at dræbe cellen. Når man mærker antistoffer, er det vigtigt, at man bevarer genkendelseselementet af antistoffet intakt. Med vores metode rammer vi den konstante del af antistoffet og ikke den variable del, som besidder antistoffets genkendelseselement. Vores teknik er derfor generel for en stor klasse af proteiner, forklarer en anden af artiklens forfattere, Anne Louise Bank Kodal fra CDNA.

Forskerne arbejder på at videreudvikle metoden, så de kan sætte kemoterapeutika på antistoffer og ikke blot DNA.

Læs artiklen i Nature Chemistry: Template-directed covalent conjugation of DNA to native antibodies, transferrin and other metal-binding proteins.

Yderligere oplysninger

Jan J. Enghild - jje@mb.au.dk - 2338 2262.

Jørgen Kjems - jk@mb.au.dk - 2899 2086

Institut for Molekylærbiologi og Genetik/iNANO, Aarhus Universitet