In dieser Arbeit wird die Anwendung von DNA-Origami als molekulare Plattform für die Bionanotechnologie untersucht. Dazu wurden zunächst mehrere Erweiterungen der Origami-Technik gezeigt, wie z. B. die gezielte, selbstorganisierte Anordnung von Molekülen und Nanopartikeln. Daran anknüpfend wurden verschiedene Methoden untersucht, die zu einer gezielten Verknüpfung einzelner Origami-Strukturen zu größeren, supramolekularen Einheiten führten. Ferner wurde eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, DNA-Origami-Strukturen bei Raumtemperatur zu bilden. Dadurch entfällt der sonst übliche Aufheizungs- und Abkühlungsvorgang, der evtl. zu Problemen bei der Nutzung temperatursensitiver Komponenten, wie z. B. Thiolen oder RNA führt. Als Nächstes wurde die Anwendung von fluoreszenzmarkierten DNA-Origami-Strukturen als Nanometerlineal für die superauflösende Fluoreszenzmikroskopie untersucht. Dabei wurden Strukturen hergestellt, die je zwei einzelne Fluoreszenzfarbstoffe im Abstand von ca. 90 nm enthielten, deutlich unterhalb des Beugungslimits von ca. 200 nm. Mittels verschiedener Superauflösungsverfahren konnte der Abstand reproduzierbar aufgelöst werden. Schließlich wurde eine neue Methode entwickelt, die sowohl zur Analyse kinetischer und dynamischer Prozesse als auch zur Superauflösungsfluoreszenzmikroskopie an DNA-Origami-Strukturen verwendet werden kann. Die Anwendung der DNA-PAINT genannten Methode wurde am Beispiel der Analyse von Einzelmolekül-Hybridisierungen an DNA-Origami-Strukturen demonstriert. Des Weiteren wurde die Methode zur superauflösenden Fluoreszenzmikroskopie verwendet und Abstände unterhalb des Beugungslimits auf den Strukturen aufgelöst. Eine weiterführende Anwendung von DNA-PAINT wurde auch durch die superaufgelöste Abbildung eines intrazellulären Tubulinnetzwerkes in fixierten 3T3-Maus-Fibroblasten gezeigt.      «

In dieser Arbeit wird die Anwendung von DNA-Origami als molekulare Plattform für die Bionanotechnologie untersucht. Dazu wurden zunächst mehrere Erweiterungen der Origami-Technik gezeigt, wie z. B. die gezielte, selbstorganisierte Anordnung von Molekülen und Nanopartikeln. Daran anknüpfend wurden verschiedene Methoden untersucht, die zu einer gezielten Verknüpfung einzelner Origami-Strukturen zu größeren, supramolekularen Einheiten führten. Ferner wurde eine Methode entwickelt, die es ermöglic...     »

This thesis demonstrates the application of DNA origami as a molecular platform for bionanotechnology. Firstly, several extensions of the DNA origami technique have been investigated, such as the programmable organization of different molecules and nanoparticles. In addition, several methods were developed to connect single DNA origami structures to form larger assemblies. In a second project, denaturing agents have been used to fold DNA origami structures at room temperature without the need to heat up the folding solution to about 95°C. This overcomes limitations for the use of temperature sensitive components such as thiols or RNA. In a third project, doubly fluorescently labeled DNA origami structures were used as a calibration standard for super-resolution fluorescence microscopes. The structures carried fluorophores at a distance of 90 nm, well below the diffraction limit of about 200 nm. Using super-resolution fluoresence microscopy, the 90 nm distance could be clearly resolved. A new single molecule assay for the investigation of kinetic and dynamic processes on DNA nanostructures was developed in a last project. The findings from studying single-molecule DNA hybridization events on DNA origami structures were then utilized for super-resolution microscopy and - again - distances of fluorophores smaller than the diffraction limit could be resolved with this method. In a final experiment, the DNA-PAINT termed technique was used for super-resolution microscopy of a intracellular tubulin network in fixed 3T3 mouse fibroblast cells.     «

This thesis demonstrates the application of DNA origami as a molecular platform for bionanotechnology. Firstly, several extensions of the DNA origami technique have been investigated, such as the programmable organization of different molecules and nanoparticles. In addition, several methods were developed to connect single DNA origami structures to form larger assemblies. In a second project, denaturing agents have been used to fold DNA origami structures at room temperature without the nee...     »