Konsten att vika DNA
DNA-origami handlar om hur DNA kan användas som byggmaterial för konstruktioner i nanoskala. Björn Högberg har förbättrat denna teknik och använder den till både grundforskning och utveckling av kliniska applikationer.
Vad forskar du om?
”I mitt labb forskar vi om DNA som byggmaterial för konstruktioner i nanostorlek. Tekniken kallas ofta DNA-origami, eftersom det handlar om att vika DNA till en tredimensionell struktur. Tidigare metoder för DNA-origami var väldigt begränsade i fråga om vilka former de kunde skapa. Strukturerna föll också lätt sönder utanför labbmiljö och var därför olämpliga att använda i kroppen. Min grupp har utvecklat en helt ny metod som både ger mer motståndskraftiga strukturer och möjlighet att skapa mer komplex geometri. Vi designar formen i ett datorprogram som sedan översätter ritningen till DNA-sekvenser.”
Varför bygga med DNA?
”Det är ett lämpligt material för nanostrukturer av många skäl. DNA kan lagra mycket information och är programmerbart. Det är en kroppsegen molekyl som är väldigt noga kartlagd och tekniken för att framställa skräddarsydda DNA-strängar finns redan. DNA har också visat sig väldigt pålitligt – det veckar sig i stort sett alltid som vi tänkt oss. Jag blir mer och mer benägen att tro att DNA-origami har använts av evolutionen tidigare.”
Vad skulle DNA-origami kunna användas till?
”En förhoppning är att vi ska kunna bygga nanobotar som exempelvis transporterar läkemedel till precis rätt plats i kroppen. Min grupp forskar om den typen av kliniska tillämpningar, men vi använder också DNA-origami för grundforskning. Det är ett tacksamt verktyg på grund av sin precision. Vi studerar bland annat hur celler känner av proteiner på intilliggande cellers yta – det man skulle kunna kalla cellers taktila kommunikation. Ett annat område är immunologi, där vi studerat hur styrkan i en antikropps bindning påverkas av avståndet mellan de två antigen som den binder till. Starkast blir bindningen runt 16 nanometer, visade det sig. Nu forskar vi vidare längs alla dessa spår.”
Text: Anders Nilsson
Först publicerad i engelsk översättning i skriften From Cell to Society 2019
Om Björn Högberg
Professor i molekylära systems biofysik vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik
Björn Högberg är född 1975 och uppvuxen i Sundsvall. Efter civilingenjörsexamen i teknisk fysik vid Uppsala universitet 2000 fördjupade han sig i supraledning vid Chalmers och blev tekn lic 2002. Han disputerade 2007 vid Mittuniversitetet, Sundsvall, med en avhandling om DNA-medierade självsamlande nanostrukturer.
2008–2010 var Björn Högberg postdoc vid Harvard Medical School, Boston, MA, USA. Han kom till KI och institutionen för neurovetenskap 2010. 2015 blev han docent och flyttade till institutionen för medicinsk biokemi och biofysik.
Björn Högberg har anställts som professor i molekylära systems biofysik vid Karolinska Institutet från den 1 januari 2019.