Nanopore Force Spectroscopy of Aptamer–Ligand Complexes

AbstractThe stability of aptamer–ligand complexes is probed in nanopore-based dynamic force spectroscopy experiments. Specifically, the ATP-binding aptamer is investigated using a backward translocation technique, in which the molecules are initially pulled through an α-hemolysin nanopore from the cis to the trans side of a lipid bilayer membrane, allowed to refold and interact with their target, and then translocated back in the trans–cis direction. From these experiments, the distribution of bound and unbound complexes is determined, which in turn allows determination of the dissociation constant Kd ≈ 0.1 mM of the aptamer and of voltage-dependent unfolding rates. The experiments also reveal differences in binding of the aptamer to AMP, ADP, or ATP ligands. Investigation of an aptamer variant with a stabilized ATP-binding site indicates fast conformational switching of the original aptamer before ATP binding. Nanopore force spectroscopy is also used to study binding of the thrombin-binding aptamer to its target. To detect aptamer–target interactions in this case, the stability of the ligand-free aptamer—containing G-quadruplexes—is tuned via the potassium content of the buffer. Although the presence of thrombin was detected, limitations of the method for aptamers with strong secondary structures and complexes with nanomolar Kd were identified

Public discourse and debate about vaccines in the midst of the covid-19 pandemic: A qualitative content analysis of Twitter

Objectives: Characterize the public debate and discourse about vaccines during the covid-19 vaccination programmes. Methods: We performed a manual content analysis of a sample of English-written Twitter posts that included the word vaccine and its derivatives. We categorized 7 variables pertaining to the content of the posts, and classified the type of user that published the post and the number of retweets. Then, the patterns of association between these variables were further explored. Results: Among the tweets with negative tone towards vaccines, 33% display negationist discourses, 29% protest or defiance discourses, 13% discuss the pandemic management measures and yet another 13% of these tweets display a scientific discourse. Research results, vaccination data and practical information are more associated to positive tone towards vaccines, while news relate to neutral tone. The users that received more retweets were media accounts and journalists, followed by government accounts and scientific organizations related to the government. Tweets displaying preventive messages received more retweets in average. The discourses most associated with objective information are the preventive, institutional, medical-scientific, and those about the different measures to manage the pandemic. On the other hand, the most subjective tweets are those with negationist, antinegationist and protest discourses. Conclusions: Although there is a non-negligible proportion of tweets that are directly opposed to vaccines, also an important part of vaccine-negative content takes the form of protest discourses, criticisms towards government actions as well as towards the measures to tackle the pandemic. Therefore, negative discourses during the pandemic included serious vaccine hesitancy cases. Moreover, they were not only fuelled by distrust in science, but also and very importantly they were connected to dissatisfaction towards the public management of the pandemic

Bringing lipid bilayers into shape

Lipid bilayers form the thin and floppy membranes that define the boundary of compartments such as cells. Now, a method to control the shape and size of bilayers using DNA nanoscaffolds has been developed. Such designer materials advance synthetic biology and could find use in membrane research

Dielectrophoretic trapping of multilayer DNA origami nanostructures and DNA origami-induced local destruction of silicon dioxide

Peer reviewe

Protein Coating of DNA Nanostructures for Enhanced Stability and Immunocompatibility

Fully addressable DNA nanostructures, especially DNA origami, possess huge potential to serve as inherently biocompatible and versatile molecular platforms. However, their use as delivery vehicles in therapeutics is compromised by their low stability and poor transfection rates. This study shows that DNA origami can be coated by precisely defined one-to-one protein-dendron conjugates to tackle the aforementioned issues. The dendron part of the conjugate serves as a cationic binding domain that attaches to the negatively charged DNA origami surface via electrostatic interactions. The protein is attached to dendron through cysteine-maleimide bond, making the modular approach highly versatile. This work demonstrates the coating using two different proteins: bovine serum albumin (BSA) and class II hydrophobin (HFBI). The results reveal that BSA-coating significantly improves the origami stability against endonucleases (DNase I) and enhances the transfection into human embryonic kidney (HEK293) cells. Importantly, it is observed that BSA-coating attenuates the activation of immune response in mouse primary splenocytes. Serum albumin is the most abundant protein in the blood with a long circulation half-life and has already found clinically approved applications in drug delivery. It is therefore envisioned that the proposed system can open up further opportunities to tune the properties of DNA nanostructures in biological environment, and enable their use in various delivery applications.Peer reviewe

Bilayer-spanning DNA nanopores with voltage-switching between open and closed state.

Membrane-spanning nanopores from folded DNA are a recent example of biomimetic man-made nanostructures that can open up applications in biosensing, drug delivery, and nanofluidics. In this report, we generate a DNA nanopore based on the archetypal six-helix-bundle architecture and systematically characterize it via single-channel current recordings to address several fundamental scientific questions in this emerging field. We establish that the DNA pores exhibit two voltage-dependent conductance states. Low transmembrane voltages favor a stable high-conductance level, which corresponds to an unobstructed DNA pore. The expected inner width of the open channel is confirmed by measuring the conductance change as a function of poly(ethylene glycol) (PEG) size, whereby smaller PEGs are assumed to enter the pore. PEG sizing also clarifies that the main ion-conducting path runs through the membrane-spanning channel lumen as opposed to any proposed gap between the outer pore wall and the lipid bilayer. At higher voltages, the channel shows a main low-conductance state probably caused by electric-field-induced changes of the DNA pore in its conformation or orientation. This voltage-dependent switching between the open and closed states is observed with planar lipid bilayers as well as bilayers mounted on glass nanopipettes. These findings settle a discrepancy between two previously published conductances. By systematically exploring a large space of parameters and answering key questions, our report supports the development of DNA nanopores for nanobiotechnology.The SH lab is supported by the Leverhulme Trust (RPG-170), UCL Chemistry, EPSRC (Institutional Sponsorship Award), the National Physical Laboratory, and Oxford Nanopore Technologies. KG acknowledges funding from the Winton Program of Physics for Sustainability, Gates Cambridge and the Oppenheimer Trust. UFK was supported by an ERC starting grant #261101.This is the final version of the article. It was first published by ACS under the ACS AuthorChoice license at http://dx.doi.org/10.1021/nn5039433 This permits copying and redistribution of the article or any adaptations for non-commercial purposes

Nature's lessons in design: nanomachines to scaffold, remodel and shape membrane compartments.

Compartmentalisation of cellular processes is fundamental to regulation of metabolism in Eukaryotic organisms and is primarily provided by membrane-bound organelles. These organelles are dynamic structures whose membrane barriers are continually shaped, remodelled and scaffolded by a rich variety of highly sophisticated protein complexes. Towards the goal of bottom-up assembly of compartmentalised protocells in synthetic biology, we believe it will be important to harness and reconstitute the membrane shaping and sculpting characteristics of natural cells. We review different in vitro membrane models and how biophysical investigations of minimal systems combined with appropriate theoretical modelling have been used to gain new insights into the intricate mechanisms of these membrane nanomachines, paying particular attention to proteins involved in membrane fusion, fission and cytoskeletal scaffolding processes. We argue that minimal machineries need to be developed and optimised for employment in artificial protocell systems rather than the complex environs of a living organism. Thus, well-characterised minimal components might be predictably combined into functional, compartmentalised protocellular materials that can be engineered for wide-ranging applications

Der Einfluss des Lichtes bei der Evolution von Hoehlenfischen

SIGLEAvailable from TIB Hannover: DW 2000 / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Investigativer Journalismus im Fernsehen

Im Zentrum steht der investigative Journalismus als Sonderform des Journalismus. Beim investigativen Journalismus geht es darum, Hintergründe zu beleuchten oder Missstände aufzuzeigen. (vgl. Haller 2004, 124) Dem investigativen Journalisten, wird eine aktive Rolle zugeschrieben, die Themen sind von gesellschaftlicher Relevanz und die Recherche erfolgt- anders als beim Informationsjournalismus oftmals gegen Widerstände oder Barrieren. (vgl. Cario 2006:27) Der investigative Journalismus wird zumeist mit dem Printjournalismus in Verbindung gebracht. Viele investigative Berichte werden in Magazinen oder Zeitungen veröffentlicht. Das Feld des investigativen Journalismus im Fernsehen ist allerdings bislang weitgehend unerforscht. Vorhandene empirische Befunde spezialisieren sich auf den investigativen Journalismus in Printmedien oder auf die Akteure, die diese Sonderform des Journalismus betreiben. Nur wenige Studien beziehen den Aspekt des Fernsehjournalismus und die daraus resultierenden Rahmenbedingungen mit ein. In der vorliegenden Arbeit steht daher der investigative Journalismus mit dem Fokus „Fernsehen“, im Mittelpunkt. Da sich der investigative Journalismus als Sonderform des Journalismus nicht zu einer konkreten Theorie zuordnen lässt, wurde in der vorliegenden Arbeit ein Geflecht aus mehreren Theorieaspekten geknüpft. Es werden systemtheoretische- und kulturtheoretische Theorien in Bezug zum investigativen Fernsehjournalismus aufgestellt. Die Systemtheorie soll das Mediensystem und die Gesellschaft als soziales System begreifen. Die Massenmedien, wie auch das Fernsehen, sollen als System aufgefasst werden, in dem der Journalismus einen Teilbereich ausmacht. Die Massenmedien, dienen wiederum dem System der sozialen Gesellschaft, sich zu informieren. Um auch die Ebene der Akteure, in diesem Fall der investigativ arbeitenden Journalisten näher betrachten zu können, werden die systemtheoretischen Befunde mit Ansätzen aus der Kulturtheorie verbunden. Die kulturtheoretische Forschung richtet sich hier speziell auf Phänomene, wie das kommunikative Handeln und die individuellen Akteure. (vgl. Löffelholz/Quandt/Thomas 2004:259) Die Theorie des kommunikativen Handelns versucht Handlungen, die auf die Verständigung untereinander abzielen zu beschreiben. Dazu bedarf es der gleichen Vorstellung von Normen und Werte zwischen den Kommunikationspartnern. In Bezug auf den Fernsehjournalismus, wird speziell auf die Theorie „Zeigen als kommunikatives Mittel“ eingegangen, bei dem die kommunikative Verständigung mittels Text und Bild verstärkt im Mittelpunkt steht. (vgl. Muckenhaupt 1986:159) Um den Journalisten als Akteur hervorzuheben, wird in der vorliegenden Arbeit zusätzlich auf einige Aspekte des „Cultural Studies“-Ansatzes eingegangen. Der investigative Journalist gilt als Akteur mit spezifischer Eigenleistung, welche unter anderem auch als „Aushängeschild“ einer gesamten Redaktion fungieren kann. Dies ist am Beispiel des investigativen Journalisten Günther Wallraff ersichtlich. Um den Bogen zwischen dem Journalismus als System und dem Akteur schließen zu können, wird abschließend auf die eher unbekannte Theorie von Helmut F. Spinner eingegangen. Dieser beschreibt einen Journalismus der „intuitiv, listig und somit findig verfügbares Wissen jagt“ (Haas 1999:97) Durch die Verbindung der gründlichen Hintergrundrecherche, die für den investigativen Journalismus typisch ist, lässt sich eine Brücke zur Wissenschaft schlagen, in welcher das Recherchieren und auch die Methode der Beobachtung wichtige Herangehensweisen zur Problemlösung sind. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Aufgaben, Funktionen, die Arbeitsweisen, die Grenzen sowie die Zukunftschancen des investigativen Fernsehjournalismus im öffentlich-rechtlichen Rundfunk umfassend darzustellen. Nach einer eingehenden Literaturanalyse ergab sich folgendes Fragenbündel: Welche Aufgaben- und Funktionen erfüllt der investigative Fernsehjournalismus im öffentlich-rechtlichen Rundfunk? Diese Frage soll klären, ob der öffentlich-rechtliche Rundfunk ein investigatives Medium ist, welche Aufgaben- und Funktionen dieser erfüllt, welchen Stellenwert die investigative Recherche beim ORF hat und in wie fern das „Aufdecken von Missständen“ unter die Informationspflicht der öffentlich-rechtlichen Sendeanstalten fällt. Wie funktioniert investigativer Journalismus im öffentlich-rechtlichen Rundfunk? Die zweite Forschungsfrage soll klären, worin die besondere Leistung des investigativen Fernsehjournalismus besteht, welche Ausgangspunkte einer Recherche es gibt, mit welchen Methoden investigativ recherchiert wird und welchen Stellenwert die verdeckte Recherche in diesem Zusammenhang hat. Wo liegen die Grenzen des investigativen Fernsehjournalismus im öffentlich-rechtlichen Rundfunk? Mittels dieser Forschungsfrage soll ermittelt werden, wo die rechtlichen, die ethischen und die ökonomischen Grenzen des investigativen Fernsehjournalismus, speziell beim öffentlich-rechtlichen Rundfunk liegen. Die Grenzen sollen unter anderem durch die spezielle Methode der versteckten Kamera betrachtet werden. Welche Chancen hat der investigative Fernsehjournalismus (im ORF bzw. in der ARD) in der Zukunft? Verbesserungs- oder Veränderungsvorschläge aus Sicht der Experten sollen eingearbeitet und mit der Theorie in Bezug gebracht werden. Ein besonderer Schwerpunkt liegt in der Frage nach der Etablierung einer eigenen investigativen Redaktion beim ORF, wie dies bei der WRD bereits gängige Praxis ist. Die ersten empirischen Erkenntnisse wurden aus einer ausführlichen Literaturrecherche zum Thema gezogen. Um diese weitreichend ergänzen zu können, kam die Methode des qualitativen Experteninterviews zum Einsatz. Es wurden acht Experten zum Thema befragt. Die Auswahl der Experten erfolgte nach den drei Dimensionen: redaktionelle Perspektive, rechtliche Perspektive und ethische Perspektive. Diese drei Dimensionen zogen sich, wie ein roter Faden, durch den gesamten Verlauf der vorliegenden Arbeit. Die Fachkenntnis der Experten aus ihrem jeweiligen Gebiet wurde mit den theoretischen Befunden aus der Literaturrecherche verbunden, um die in der Einleitung gestellten Forschungsfragen ausführlich beantworten zu können. Um die investigative Arbeit des ORF besser vergleichen zu können, wurde sowohl in der Literatur- als auch bei den Experteninterviews auf einen Vergleich zwischen ORF und der deutschen Sendeanstalt, „Das Erste“ geachtet. Es konnte gezeigt werden, dass viele verschiedene Redaktionen des ORF investigativ arbeiten. Dies geschieht mit den verschiedensten Recherchemethoden der journalistischen Praxis. Die versteckte Kamera wird nur mehr in seltenen Fällen verwendet und dient eher als Dokumentationsmittel, anstatt als Rechercheinstrument. Grund für die Veränderungen der Recherchemethoden des investigativen Journalismus im Fernsehen, sind die rechtlichen, die ethischen aber vorwiegend auch die ökonomischen Rahmenbedingungen von öffentlich-rechtlichen Sendeanstalten. Es konnte gezeigt werden, dass die rechtlichen- als auch die ethischen Rahmenbedingungen weniger Einfluss auf die investigative Berichterstattung im Fernsehen ausüben, als dies ökonomische Rahmenbedingungen tun. Die prekären Arbeitsverhältnisse, das Naheverhältnis des ORF zur heimischen Politik und die finanzielle Ausgestaltung des ORF üben einen starken Druck auf Sendungsverantwortliche und die Journalisten aus. Die Kritik- und Kontrollfunktion gilt als „Daseinsberechtigung“ für öffentlich-rechtliche Anstalten, wodurch sie sich von anderen Medien abgrenzen sollen. Das Bild erfüllt eine besondere Funktion im Aufdecken von Missständen und gilt speziell beim Fernsehjournalismus, als beste Methode, um „jemanden der Lüge zu überführen“ und Hintergründe ans Licht zu bringen. Die vorliegende Arbeit konnte aufzeigen, dass der investigative Fernsehjournalismus ein wichtiges Qualitätsmerkmal von öffentlich-rechtlichen Sendeanstalten ist. Diese Sonderform des Journalismus wird aber vor allem durch die enormen Sparzwänge ein Stück weit zurück gedrängt. Junge, motivierte und engagierte Journalisten sind bemüht, den investigativen Fernsehjournalismus wieder stärker in den Fokus der gesellschaftlichen Diskussion zu rücken. Benjaminson, Peter / Anderson, David : Investigative Reporting. Second Edition. Iowa State University Press. Ames. Iowa. 1990. Haas, Hannes: Empirische Journalismusforschung. Verfahren zur Erkundung gesellschaftlicher Wirklichkeiten. Böhlau Verlag Wien, Köln, Weimar.1999. Löffelholz, Martin [Hrsg.]: Theorien des Journalismus. Ein diskursives Handbuch. 2., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage. VS Verlag für Sozialwissenschaften. Wiesbaden.2004. Ludwig, Johannes: Investigativer Journalismus. Reihe: Praktischer Journalismus, Band 48. 2. Auflage. UVK Verlagsgesellschaft mbH. Konstanz. 2007. Plake, Klaus: Handbuch Fernsehforschung. Befunde und Perspektiven. 1. Auflage. Wiesbaden. VS Verlag für Sozialwissenschaften. 2004.Investigative journalism is considered as a special form of journalism. It can be found mainly work on investigative journalism in print media or in relation to individual actors. The study of the topic, relating to the medium “television”, is relatively unexplored. This thesis focuses on the functions as well as the tasks, the working methods, the limits and the opportunities for investigative journalism in the public service broadcasting. In order to achieve a better comparison, to the ORF is compared with “Das Erste” in some areas. The literature analysis was chosen to provide a theoretical overview of the subject. The theoretical foundation was consolidated from “systems theory” and cultural-theoretical approaches, such as “communicative action” and the “cultural studies approach”. The aim was to embed both- the investigative television journalism and journalists theoretically as an actor. In order to build a bridge to practical work in the editorial department, of the ORF and “Das Erste”, the theoretical findings are complemented by eight expert interviews. The expert interviews were carried out qualitatively and enabled by open-ended questions to introduce the knowledge of the experts from the fields of journalism, law and ethics in large measure. It could be shown that many different broadcasts of ORF work investigative. This is done with a variety of research methods of journalistic practice. The hidden camera is used only in rare cases. It is used as a tool of documentation, rather than as a research tool. The judicial- the ethical and mainly the economic framework of public service broadcasting are the mainly causes, why many editorial departments don’t use hidden research methods any more. The criticism- and control function is considered as a "right to exist" for public broadcasters, which they are to be distinguished from other media. The pictures fulfil, especially when uncover grievances of a particular function. At television journalism, pictures are the best method to "convict someone of lying" and to light hidden backgrounds. References: Benjaminson, Peter / Anderson, David : Investigative Reporting. Second Edition. Iowa State University Press. Ames. Iowa. 1990. Haas, Hannes: Empirische Journalismusforschung. Verfahren zur Erkundung gesellschaftlicher Wirklichkeiten. Böhlau Verlag Wien, Köln, Weimar.1999. Löffelholz, Martin [Hrsg.]: Theorien des Journalismus. Ein diskursives Handbuch. 2., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage. VS Verlag für Sozialwissenschaften. Wiesbaden.2004. Ludwig, Johannes: Investigativer Journalismus. Reihe: Praktischer Journalismus, Band 48. 2. Auflage. UVK Verlagsgesellschaft mbH. Konstanz. 2007. Plake, Klaus: Handbuch Fernsehforschung. Befunde und Perspektiven. 1. Auflage. Wiesbaden. VS Verlag für Sozialwissenschaften. 2004