NanoHacking: Converging Life and Tech at the Nanoscale

SEEING THINGS – But how big/small is it?Dr. Marc R. Dusseiller aka dusjagr 

www.dusseiller.ch/labs

University of Liechtenstein,Vaduz – 24.4.2015

   

The Size of Things

   

Small seems to be the state of the art

   

Why are we so big?

“Why must our bodies be so large compared with the atom?”

Erwin SchrödingerErwin Schrödinger, , "What Is Life? The Physical Aspect of the Living Cell ", 1944 "What Is Life? The Physical Aspect of the Living Cell ", 1944 Austrian/Irish physicist and Nobel Laureate (1887 - 1961)Austrian/Irish physicist and Nobel Laureate (1887 - 1961)

The Size of Things

Längenskalen in der Biologie

Atome, Kristalle und kleine Moleküle

Com

pute

rmod

els

Moleküle

Lipid MoleküleWichtiger Bestandteil der ZellmembranWichtiger Bestandteil der Zellmembran

Com

pute

rmod

els

DNA

1 Umdrehung = 10 Basenpaare = 3.4 nmBreite = 2 nm

● Trägerin der Erbinformation

● 4 Nukleotiden

● GATC

● Doppelhelix

DNA● Was wäre die theoretische Länge des 

menschlichen Genoms?– Schätzungen...

DNA● Was wäre die theoretische Länge des 

menschlichen Genoms?– 27'000 oder 150'000 Gene, weiss man doch 

nicht so genau...– 75% non­coding regions with unknown function– 3'200'000'000 Basenpaare– Diploides Genom auf 23 Chromosomen– Frauen haben offenbar eine längere DNA :­)

● 0,34 nm/bp * 6,4 Mrd bp = 2,18 Mrd nm = 2,18 m

DNA als Nano­LEGO Baukasten

Com

pute

rmod

els

● Steifes Polymer● Negative Ladung● Self­Assembly

Proteine● Entstehen durch Translation 

von mRNA

Com

pute

rmod

els

Protein Komplexe● Zb Ribosom

– Besteht aus Proteinen und Ribonukleinsäuren

– Durchmesser 25 nm

Com

pute

rmod

els

Viren

Com

pute

rmod

els

Bakterien

Com

pute

rmod

els

Zellen

Com

pute

rmod

els

● Extrazelluläre Matrix● Plastisches und bewegtes 

Gefüge

Zellen im Verbund

Com

pute

rmod

els

Einzellige Organismen

Com

pute

rmod

els

Pantoffeltierchen, Paramecium (Ciliate) 

Amoebae

Com

pute

rmod

els

Multicellular Microorganisms

Caenorhabditis elegans, Fadenwurm

Tardigrada, Bärtierchen, war 2007 im Weltraum, ESA Projekt TARDIS

Com

pute

rmod

els

Rotifers (1000 Cells)

   

Seeing Things

Looking at Things

   

Seeing with light aka your eyes

   

Seeing with light aka your eyes

   

µ Zivalice Laser Projector

A small drop of pond water acts as a lens, shine a laser through it and see!