Physiker basteln Nano-Systeme aus DNA

Chao Zhou und Kollegen vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme geben in einem Ende März veröffentlichten Fachaufsatz einen Überblick über Möglichkeiten zur Produktion von exotischen Metamaterialien mit „DNA-Origami“. Diese können unter anderem auf Licht und andere Umgebungsfaktoren reagieren, als Grundlage für Schalter oder Systeme zur Medikamenten-Abgabe genutzt werden und vielleicht sogar logische Gatter bilden. Das berichtet Technology Review online in „Nano-Systeme mit DNA-Origami“.

Wenn ein langer DNA-Strang mit kürzeren vermischt wird, die darauf ausgelegt sind, an bestimmten Stellen an ihn anzudocken, werden die kürzeren Stränge so etwas wie die Sprossen einer Leiter, die Teile des längeren miteinander verbinden. Auf diese Weise entsteht eine dreidimensionale Struktur. Mit Hilfe dieses so genannten DNA-Origami haben Biochemiker bereits komplexe Formen geschaffen, darunter Würfel, Smiley-Gesichter und sogar grobe Landkarten von China und Amerika. Neuerdings interessieren sich auch Physiker stärker für die Möglichkeiten des Verfahrens.

Eines der Konzepte ist hier, metallische Nanopartikel (so genannte Nanorods) mit einem DNA-Strang zu verbinden und ihn dann eine bestimmte Form einnehmen zu lassen, bei der sich die Nanopartikel an den gewünschten Stellen befinden. Mehrere Gruppen, darunter auch die von Zhou, haben mit Gold-Nanopartikeln bereits spiralförmige Strukturen erzeugt. Weil die Spiralen nach links oder nach rechts verlaufen können, interagieren sie mit polarisiertem Licht auf unterschiedliche Weise. Dies wiederum schafft eine Möglichkeit, sie selektiv abzufragen. Zudem können kleine Veränderungen an der Form ihre Eigenschaften dramatisch verändern, weil die Nanopartikel dadurch näher an- oder auseinander liegen.

Mehr dazu bei Technology Review online:

• Nano-Systeme mit DNA-Origami

(sma)