Andreas Stahl Madsen

Ph.d.-studerende i kemi, b.sc. i Farmaceutisk Kemi

Andreas Stahl Madsen

 

Modifikation af DNA-lignende molekyler

 

Fagområde

DNA-Kemi

Videnskabsministeriets EliteForsk-rejsestipendiater

I vores celler findes den genetiske information som dobbeltstrenget DNA, der danner den kendte dobbelthelix. Hver streng er opbygget af små enheder (nukleosider), der er bundet sammen på en lang række som bogstaver i et meget langt ord. I DNA indgår fire enheder, der passer sammen to og to. Den genetiske information ligger i kombinationen af disse fire ’bogstaver’.

Naturens DNA-byggesten er fleksible og kan antage flere former (konformationer), også når de sidder i en længere sekvens. Ved at ændre på den molekylære struktur af de enkelte byggesten kan fleksibiliteten begrænses, hvorved hele dobbelthelixen kan stabiliseres. Desuden kan den ændrede opbygning i nogle tilfælde udnyttes som et kemisk håndtag, hvortil man meget præcist kan binde andre molekyler.

Kortere sekvenser af disse byggesten har de samme strukturelle egenskaber som DNA også uden direkte at bære genetisk information. Disse veldefinerede egenskaber og ligheden med naturens molekyler gør sådanne stoffer meget attraktive set fra et videnskabeligt synspunkt, da man kan bruge naturen som udgangspunkt for udvikling af nye materialer og i forbindelse med nye diagnosticeringsmetoder.

I mit ph.d.-projekt vil jeg syntetisere sådanne konformationelt begrænsede nukleosider, indbygge dem i små stykker kunstigt DNA og undersøge disses egenskaber. Desuden vil jeg evaluere effekterne af at binde andre molekyler til det før omtalte kemiske håndtag.

Hvad er de forskningsmæssige perspektiver i dit område?

Forskningen inden for syntetiske DNA-molekyler har i de seneste årtier gennemgået en rivende udvikling. Funktionalisering af sådanne molekyler med forskellige reporter-grupper forventes at kunne finde anvendelse inden for flere områder, specielt i udviklingen af diagnostiske værktøjer, f.eks. til at detektere mutationer i sygdomsfremkaldende gener – et område med enormt kommercielt potentiale. Desuden gør DNA-molekylernes opbygning dem til ideelle byggesten i udviklingen af nye materialer til brug inden for nanoteknologi.

Hvad skal dit rejsestipendium bruges til?

Stipendiet skal bruges til selve rejsen til San Francisco samt til boligudgifter i USA.

Hvorfor har du valgt at rejse til netop det forskningsmiljø?

Forskningen inden for DNA-kemi på Stanford Universitet er kendetegnet ved en kreativ og nyskabende udnyttelse af organisk kemisk syntese til udforskning af DNAs egenskaber og struktur; en forskning hvor funktionalisering af DNA-skelettet spiller en hovedrolle.

Forskningsgruppen på Stanford har gennem de sidste ti år etableret sig som en af de førende inden for syntese og karakterisering af kunstigt DNA og har specielt opnået anerkendelse og bevågenhed inden for DNA-kemisk forskning ved syntesen af en række stoffer, der efterligner størrelsen af de naturlige nukleotider, men som ikke er i stand til at indgå i den traditionelle Watson-Crick baseparring. Helt banebrydende er resultaterne, hvor det er lykkedes for gruppen at få enzymer til at indbygge disse kunstige DNA-byggesten i en naturlig DNA-streng på lige fod med de naturlige DNA-byggesten. Derfor er dette forskningsmiljø er sted med rig mulighed for både at lære og at blive inspireret.

Hvor længe skal du være væk?

Opholdet vil formentlig strække sig fra november 2007 og et år frem.

Hvad forventer du at få ud af opholdet?

Ud over det direkte videnskabelige udbytte, jeg forventer at få af et forskningsophold på Stanford University, anser jeg det som en fantastisk mulighed for generelt at styrke mine evner som kemiker. DNA-kemi er et multidisciplinært felt, der kræver indsigt i traditionel organisk kemi men stiller også krav om beherskelse af teori og eksperimenter på grænsefladen mellem kemi, biologi, informationsteknologi og biokemi. Forskningsgruppen er kendt for omfattende karakterisering af de syntetiserede stoffer, og jeg vil derfor få langt flere værktøjer ”ind under huden”.

Hvordan opstod din interesse for netop dette forskningsfelt?

Gennem min uddannelse har jeg med en kemisk vinkel fokuseret på de molekylære mekanismer, der ligger bag kroppens funktion, og det er derfor naturligt, at emner som kemien bag så essentielle molekyler som DNA vækker interesse. Derudover har vi på SDU et grundforskningscenter, hvor der er et virkeligt godt videnskabeligt miljø inden for netop dette felt. Det er fascinerende at være med til at undersøge – og måske bidrage til forståelsen af – nogle af de helt fundamentale mekanismer, der styrer alt liv.

Ph.d.-projektets titel

Funktionalisering af konformationelt begrænsede nukleosidanaloger og oligo-nukleotider (Functionalization of conformationally restricted nucleoside ana-logues and oligonucleotides)

Kontaktinfo

Andreas Stahl Madsen. Telefon: 6550 2599 (kontor), 61 678 679 (privat);

E-mail: asm@ifk.sdu.dk

Forskningsinstitution og adresse

Nucleic Acid Center, Institut for Fysik og Kemi, Syddansk Universitet, Odense

Til hvilken institution/land går rejsen?

Stanford University, USA

Senest opdateret 18. december 2014