Microthermophorese und Konvektion zur Akkumulation, Trennung und Polymerisation von Proteinen und DNA: Physikalische Ansätze zur Biotechnologie und dem Ursprung des Lebens

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Thermophorese - die Bewegung von Molekülen mittels Temperaturunterschiede - ist ein starker Effekt für DNA und Biomoleküle vergleichbarer Größe. Dieses Resultat aus Noether Phase I hat unerwartete Konsequenzen für Anwendungen in mikrofluidischen biotechnologischen Verfahren. Ich plane folgende, experimentell eng verknüpfte Fragestellungen zu untersuchen: - Messung und Verständnis der Thermophorese von DNA und Proteinen in komplexen Flüssigkeiten, - Thermophoretische Trennung und Akkumulation von DNA/Proteinen in mikrofluidischen Kammern, - Aufbau eines mikroskopischen Clusius Trennrohres für DNA, - Synthese von Biopolymeren durch schnelles Abkühlen in einer Konvektion, - Kinetik von DNA Hairpins unter schnellem Kühlen zur Optimierung von DNA Detektion - Untersuchung der Begrenzung der Geschwindigkeit von konvektiver PCR. Stets sind Temperaturgradienten die treibenden Kräfte. Obige Experimente untersuchen somit gleichzeitig die während Noether I formulierte Hypothese zum Ursprung des Lebens: reichen Temperaturgradienten aus, um in porösen Steinen in der Nähe von hydrothermalen Quellen die ersten lebenden Biopolymere zu polymerisieren, akkumulieren und zu replizieren?