DNA-Computer - Josef Riedl - Regensburg
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Nanotechnologie mit Biomolekülen Nanotechnologie mit Biomolekülen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette Einführung ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Einführung Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette • Nanotechnologie = Strukturen und Prozesse im Nanometer-Maßstab ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen • 1 nm = 1/1000 µm = = 1/1 000 000 mm = 10 Å Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Einführung Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • Nanoröhren und Nanodrähte Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Einführung Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • Nanoröhren und Nanodrähte Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Einführung Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • Nanomotoren Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Einführung Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • Nano-Kugellager Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Einführung Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • Nano-Datenspeicher Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Anwendungen Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild 1) Strukturen, Leiter, Schaltkreise Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette 2) Assembly ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung 3) Antriebe, Roboter Referenzen 4) Computer und Datenspeicher Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Anwendungen Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • Vorstellung: Kombinierte, komplexe Maschinen im Nanomaßstab; in Komplettfertigung • Derzeit Realität: Baukasten; Komponenten aus verschiedensten Bereichen Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette Der Nanokosmos ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Physik im Nanokosmos Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • Abmessungen: nm - Bereich Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette • Kräfte: pN - Bereich ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Physik im Nanokosmos Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • Beispiel: Auto im Hagel Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller Geschwindigkeit: 1 km/h (1/10 Länge pro sec) DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Kraft: 1/1000000 × Gewicht Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Physik im Nanokosmos Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • Vergleich: Protein in Wasser Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller Geschwindigkeit: 3.6 mm/h (10 × Länge pro sec) DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Kraft: 1000 × Gewicht (10 pN) Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Physik im Nanokosmos Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • BROWN-Ratsche Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Physik im Nanokosmos Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Physik im Nanokosmos Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Physik im Nanokosmos Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie • Zwei Zufallsbewegungen erzeugen Richtungsbewegung DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II • Beispiel: Actin/Myosin Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Natur/Zelle als Vorbild Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • Komplettsystem im nm-Maßstab Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung • Strukturen • Motoren • Datenspeicher und Verarbeitung Referenzen • Beispiel: Bewegung Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Natürliche Nanomotoren Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild 1) Lineare Bewegung: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Actin und Myosin (Muskel) Kinesin/Dynein und Mikrotubuli Polymerasen Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Natürliche Nanomotoren Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild 2) Drehbewegung: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org F1FO-ATPase Bakterielle Geißel Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Natürliche Nanomotoren Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild 3) Spezialfälle Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Viruscapsid: Linearer DNA-Transport durch einen „Rotor“ Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Natürliche Nanomotoren Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Natürliche Nanomotoren Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette Nanomanipulation ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Nanomanipulation Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Fixierung einzelner Moleküle: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I • Anheften an ‚beads‘ oder Oberflächen DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen • Laser-Falle • Mikro-Nadeln Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Nanomanipulation Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Nanomanipulation Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Beobachtung einzelner Moleküle: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette • Fluoreszenz ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen • indirekt (Biegung der Mikronadel etc.) Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Nanomanipulation Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Konstruktion Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette • Manipulation einzelner Moleküle ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen • Self-Assembly z.B. Expression modifizierter Proteine Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Bio-Nanotechnologie Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild 1) Strukturen, Leiter, Schaltkreise Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette 2) Assembly („Werkzeuge“) ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung 3) Antriebe, Roboter Referenzen 4) Computer und Datenspeicher Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Pinzette Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Pinzette Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Pinzette Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Pinzette Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Pinzette Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen ATPase-Propeller Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Vorhanden: • Nanostrukturen (z.B. aus Metall geätzt) • Biologische Motoren (z.B. ATPase) Referenzen Gesucht: • Kombination Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen ATPase-Propeller Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette Komponenten eines Hybrids: • Basisstruktur: Nickel-Oberfläche ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung • Propeller aus Nickel Referenzen • F1-Teil der ATPase als Herzstück Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen ATPase-Propeller Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen ATPase-Propeller Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Arbeitstechniken: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller • Ätzen von Ni-Oberflächen • Modellierung per e-Beam DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen • Coating von Metallteilen mit Peptiden • Ni / His-Tag • Cys / Biotin / Streptavidin Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen ATPase-Propeller Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen ATPase-Propeller Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen ATPase-Propeller Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Probleme: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette • Ausbeute: 5 von 400 ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung • Geschwindigkeitsvariationen Referenzen • Unspezifität der Anheftung Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen ATPase-Propeller Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Erfolge: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette • Echte Hybrid-Konstruktion ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung • Antrieb allein durch ATP Referenzen • Arbeitsdauer 2 h, 1-8 rps Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette DNA-Computer I ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer I Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild • DNA = Informationsspeicher Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette • Computer: ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Input > Berechnung > Output Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer I Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation • Hamiltonian Path Problem (Handlungsreisenden-Problem) Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer I Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation • Lösung: Ausprobieren Computer: nacheinander Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer I Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Alternativ: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen 1) 2) 3) 4) 5) Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Zufällige Wege Ausfiltern: Start/Ziel korrekt? Ausfiltern: Länge korrekt? Ausfiltern: alle Orte besucht? Rest = Lösung Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer I Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild DNA als Codierung: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen 20 bp-Zufallssequenzen Eindeutig pro Punkt und Weg Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer I Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Zufällige Pfade: Ligation Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Gleichzeitig alle möglichen Pfade! Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation DNA-Computer I Ausfiltern von Start/Zielpunkt: PCR mit 0 und 6, Amplifikation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Ausfiltern der korrekten Länge: Agarosegel Ausschneiden der 140 bp-Bande Referenzen usw. Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild DNA-Computer I Kein biomolekularer Computer Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette Keine Weiterentwicklung ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung „Spielzeug“ oder visionäre Idee? Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette DNA-Computer II ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Pharmakologische Diagnose: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen • Messung (=Input) • Verrechnung der Daten (=Programm) • Diagnose und Medikation (=Output) Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Beispiel: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung • Expressionslevel mehrerer Gene • Diagnose: Tumorzelle? • Freisetzung von Blockern Referenzen ... direkt in der Zelle (in situ)? Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Echter molekularer Computer: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen • Input = mRNA • Programm = RNA Hardware = Restriktionsenzym • Output = RNAi Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Beispiel: Prostata-Krebs Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I PPAB2BGSTP1PIM1HPN DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org => GTTGGTATTGCACAT Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos ja Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation nein ja GSTP1 Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller nein ja PIM1 DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung PPAB2B nein ja HPN Referenzen nein ja GTTGGTATTGCACAT Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Erfolge Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen • Variable, auch relativ komplexe Programme sind möglich • Aktuelle ssDNA- und RNAiMedikamente verwendbar Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette Schlussbetrachtung ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen DNA-Computer II Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Probleme Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette • Wahl der Oligonucleotide ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen • In der Zelle in dieser Form nicht einsetzbar! Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Schlussbetrachtung Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie • Nanotechnologie = Technologie der Zukunft DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung • Revolutionäre Entwicklungen vgl. Computer im 20. Jh. Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Schlussbetrachtung Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Mögliche Einsatzgebiete: Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller • Zusätzliche Miniaturisierung DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung • Nanoroboter Referenzen • Intelligente Oberflächen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Schlussbetrachtung Der Nanokosmos Grundlegendes Natur als Vorbild Biologie = Schlüsseltechnologie Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I Natürliches Modell + Technik, Manipulation DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Problemlösung Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org Nanotechnologie mit Biomolekülen Einführung Anwendungen Referenzen (Auswahl) Der Nanokosmos Grundlegendes • ATPase-Propeller: Powering an Inorganic Nanodevice with a Biomolecular Motor, Science 290 (2000), 1555 • Nanomanipulation: Single molecule nanomanipulation of biomolecules, Trends in Biotechnology 19 (2001), 211 • DNA-Computer: An autonomous molecular computer for logical control of gene expression, Nature 429 (2004), 423 • ... • http://josef.riedl.org/nanotech.pdf Natur als Vorbild Nanomanipulation Bio-Nanotechnologie DNA-Pinzette ATPase-Propeller DNA-Computer I DNA-Computer II Schlussbetrachtung Referenzen Josef Riedl 06 / 2004 — http://josef.riedl.org
