Forscher erfinden DNS-Motor

Wissenschaftler der Bell Labs sowie der Oxford University haben einen kleinen Motor entwickelt, der auf Versatzstücken des Erbmaterials DNS basiert. Die Pinzette, die sich auf Befehl immer wieder öffnen und schließen lässt, gehört in die Rubrik Nanotechnologie. In diesem Forschungsfeld sind die Geräte ungefähr 100.000mal kleiner als ein Stecknadelkopf. Trotzdem könnten sie den Ursprung für bis zu 1000mal so rechenstarken Computern als den heute üblichen bilden.

Drei Stränge DNS heften sich zu einer Art Pinzette zusammen/ Foto: Bell Labs

Den Forschern ist es gelungen, drei DNS-Stränge miteinander zu verbinden. Jeder einzelne davon sieht aus wie eine in der Mitte durchgetrennte Leiter. Strang A kann jeweils mit einem bestimmten Teilstück von Strang B und C eine Verbindung eingehen. Dadurch ensteht ein an zwei Stellen offenes Konstrukt. Durch Zugabe einer vierten DNS-Substanz lässt sich dieser Ring schließen.

Geben die Wissenschaftler das genaue Gegenstück zur vierten DNS-Reihe zur Lösung, öffnet sich der Ring wieder. Diese Reaktion lässt sich wiederholt hervorrufen. „Die Teilstücke der DNS schließen sich nur auf eine einzig mögliche Art und Weise zusammen obwohl es Milliarden möglicher Lösungen gibt. Das haben wir uns zunutze gemacht“, sagte Bernard Yurke von den Bell Labs.

Bernard Yurke mit einem Reagenzglas voller DNS-Pinzetten / Foto: Bell Labs

Den Forschern war es gelungen, synthetische DNS-Stränge zu entwickeln, die sich während jedes Teilschritts bei der Herstellung des DNS-Motors gegenseitig erkannten. Deshalb brauchten die Wissenschaftler nichts als DNS in einem Reagenzglas zusammenzuführen. Bei diesen Dimensionen sei es auch nicht möglich, mit externer Energiezufuhr zu arbeiten, so Yurke.

Um das Öffnen und Schließen des DNS-Stranges nachzuweisen, arbeiteten die Forscher mit DNS-Teilstücken, die mit floureszierender Farbe behandelt waren. Die Bell Labs-Wissenschaftler sind bereits dabei, DNS an elektrisch leitfähige Moleküle anzuhängen um rudimentäre Elektronik-Schaltkreise auf Molekülgröße zu erschaffen.

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