Forscher konstruieren Nano-Zange aus DNA
Wissenschaftler der Universität Oxford und der Lucent Forschungsabteilung Bell Labs haben eine mikroskopische Pinzette aus DNA-Molekülen gebaut. Die Arme der Nano-Zange sind jeweils sieben Nanometer lang.
Wissenschaftler der Universität Oxford und der Lucent Forschungsabteilung Bell Labs haben eine mikroskopische Pinzette aus DNA-Molekülen gebaut. Die Arme der Nano-Zange sind jeweils sieben Nanometer lang. Öffnen und Schließen der Nano-Zange steuerten die Wissenschaftler ebenfalls über DNA-Bruchstücke, die so wie eine Art "Treibstoff" für die Nano-Maschine wirken. Details zur Konstruktion der Nano-Zange haben die Wissenschaftler in der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagzins Nature veröffentlicht (Nature, Vol. 406, 10. August 2000, S. 605). Die bisher kleinste Pinzette der Welt, die aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen hergestellt wurde, ist etwa zehn mal größer als die DNA-Zange.
DNA (im deutschen Sprachraum DNS) besteht aus den vier Basen Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T) sowie aus Zucker- und Phosphatbausteinen. Zucker und Phosphate bilden zusammen einen Strang, an dem sich eine Base nach der anderen aufreiht. Zwei Einzelstränge können sich zu einem Doppelstrang verbinden, indem sich ihre Basen paarweise zusammenschließen. Das geht nicht beliebig, denn die Base A verbindet sich nur mit T, und C koppelt nur mit G.
Der von Bernard Yurke und Kolegen konstruierte Nano-Apparat besteht aus drei DNA-Strängen: Zwei "Arme" werden von einem dritten Strang, der an die beiden Arme ankoppelt, zusammengehalten. Die Arme enthalten ungepaarte Phosphat-Sequenzen, an die sich wiederum der "Treibstoff" anlagern kann, der die Arme dann zusammenzieht – wie ein Reißverschluss. Um die Arme wieder zu öffen, benutzten die Wissenschaftler einen ungepaarten DNA-Strang, der sich an das "Treibstoff-Molekül" ankoppelt, und so die Arme der Zange wieder freigibt. Zwar ist der Versuch nicht von unmittelbarem praktischen Nutzen, aber die Wissenschaftler sind optimistisch: Das Arbeitsprinzip der Nano-Zange erlaubt die chemisch programmierte Steuerung mechanischer Bewegung auf Nano-Ebene. Komplexe Moleküle könnten so "zusammengebaut" werden. Die Bell Labs arbeiten außerdem daran, DNA-Moleküle auch an elektrisch leitende Moleküle anzukoppeln. (wst)
