Seit Längerem schon nutzen Forscher die Eigenschaften von DNA, um "programmierbare Materie" zu erzeugen: Weil Ketten des Erbgutmoleküls sich immer nur mit genau passenden Gegenstücken zu einem stabilen Ganzen zusammenfinden, lassen sich fast beliebige Formen im Nanomaßstab erzeugen. Ein Team um Roman Jerala vom Nationalen Chemieinstitut im slowenischen Ljubljana hat nun ein Verfahren ersonnen, mit dem sich auch Proteine für diesen Zweck einsetzen lassen. Wie die Wissenschaftler in "Nature Biotechnology" demonstrieren, organisieren sich ihre Designerproteine sogar in lebendem Gewebe zur gewünschten Form – in diesem Fall einem pyramidalen Käfig.

Jeder dieser Käfige besteht aus einer einzigen langen Kette von Aminosäuren. Entlang dieser Kette sind Abschnitte eingefügt, die sich zu so genannten Doppelwendeln (englisch: coiled coils) aufwickeln können, also zu gewundenen Proteinketten, die sich ähnlich wie gegeneinander verdrillte Garnfäden zu einer größeren Wendel aufwickeln. Diese Strukturen fungieren als Träger der Konstruktion und verleihen dem Komplex Stabilität. Der Trick besteht darin, die Aminosäuresequenzen der Doppelwendeln so auszuwählen, dass sich jeder Abschnitt immer nur mit einem bestimmten anderen Abschnitt zusammentut. Damit ähnelt das Grundprinzip des "Protein-Origami" der DNA-Variante.

Gegenüber DNA haben Proteine den Vorzug größerer Vielseitigkeit. So lassen sich beispielsweise die elektrostatischen Eigenschaften des Komplexes anpassen oder Elemente integrieren, die im Körper eine Funktion übernehmen. Laut Jerala und seinem Team bilden sich die künstlichen Gebilde ähnlich schnell wie natürliche Proteine, während dies bei DNA-Nanostrukturen oft sehr viel Zeit in Anspruch nimmt. Zudem kann man künstliche Proteinketten verhältnismäßig einfach in Labor und sogar in Zellen selbst herstellen. Bei den Versuchen an Mäusen, in deren Zellen sich der pyramidenförmige Proteinkäfig bildete, beobachtete das Wissenschaftlerteam keine Entzündungsreaktionen. Sollten sich solche Designerproteine als gut verträglich und hinreichend langlebig erweisen, könnten sie beispielsweise als Medikamententransporter eingesetzt werden, mit denen sich Wirkstoffe tief ins Gewebe transportieren und dann bei Bedarf freisetzen lassen.