 |  | Theo Dingermann |
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22.06.2026 16:20 Uhr |
Als Grundbaustein diente eine trimere Proteineinheit. Mithilfe eines KI-gestützten Werkzeugs entwicklelten die Forschenden geeignete Verbindungsstrukturen, mit dessen Hilfe sich neue Proteinarchitekturen aufbauen lassen. Die künstlich entworfenen Proteine konnten dadurch in unterschiedlichen Winkeln miteinander interagieren und sich zu kuppelförmigen, geschlossenen Nanokäfigen statt zu flachen Proteinflächen zusammensetzen.
Die experimentelle Validierung erfolgte durch die Expression der Proteine in dem Darmbakterium Escherichia coli. Anschließend analysierten die Forschenden die gebildeten Proteine mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie. Es zeigte sich, dass sich aus den Proteinen spontan kugelförmige Nanostrukturen mit Durchmessern zwischen 70 und 220 Nanometern bildeten. Die kleinsten Varianten erinnerten in ihrer Geometrie an eine Art »Nano-Fußball«, während die größten Strukturen mehr als dreimal so groß waren. Illustriert sind diese Strukturen nicht nur in der Publikation, sondern auch in einer Pressemitteilung von POSTECH.
Die wissenschaftliche Bedeutung der Arbeit liegt insbesondere darin, dass keine natürlichen Virusproteine modifiziert oder wiederverwendet wurden, stattdessen entstand die gesamte Architektur aus einem vollständig neu entworfenen Proteinbaustein.
Damit demonstrieren die Forschenden erstmals, dass sich die komplexen Organisationsprinzipien viraler Strukturen gezielt auf künstliche Biomaterialien übertragen lassen. Perspektivisch könnten solche Nanokäfige als vielseitige Plattformen für den Transport von Arzneistoffen, Nukleinsäuren und Enzymen sowie für neuartige Impfstofftechnologien dienen.
Die Publikation unterstreicht zugleich die wachsende Bedeutung generativer KI-Methoden für das De-novo-Design funktioneller Biomoleküle. Sie zeigt, dass künstliche Intelligenz nicht nur bestehende Proteinstrukturen analysieren, sondern zunehmend auch komplexe biologische Konstruktionsprinzipien reproduzieren und für biomedizinische Anwendungen nutzbar machen kann.
