Nanoroboter auf DNA-Basis
In der Forschungsgruppe von Hendrik Dietz an der TU München ist es gelungen, bewegliche Nanoapparate auf DNA-Basis zu bauen. Dabei kommt eine als „DNA-Origami“ bezeichnete Methode zum Einsatz, bei der dreidimensionale DNA-Komponenten ohne Basenpaarung zusammengefügt werden.
Dietz hat sich in den vergangenen Jahren auf die Erforschung von DNA-Nanomaschinen spezialisiert. Bislang kam dazu die spezifische Paarung komplementärer Basen zur Anwendung, die auch die biologische Funktion der Erbsubstanz bestimmt. Damit war es aber schwierig, bewegliche Nanomaschinen zu realisieren, da die durch Basenpaarung entstehende Bindung nur schwer wieder zu lösen war.
Aus diesem Grund adaptierten die Forscher ein anderes Prinzip für ihre Zwecke: In der Natur bilden sich schwache Bindungen aus, wenn das RNA-basierte Enzym RNaseP ein Molekül Transfer-RNA erkennt. Die Moleküle werden dann über ihre komplementären Formen nah genug zueinander geführt und „klicken“ in einen gebundenen Zustand.
Roboter und Aktuatoren realisiert
Auf diese Weise konnte das Team um Dietz einen nanoskaligen Roboter realisieren, der seine Arme öffnen und schließen kann. Überdies gelang der Bau eines scherenartigen Aktuators, der über einen Zeitraum von vier Tagen mehr als tausend Temperatur-induzierte Schaltzyklen absolvierte.
Original Publikation: „Dynamic DNA devices and assemblies formed by shape-complementary, non-base pairing 3D components.“ Thomas Gerling, Klaus F. Wagenbauer, Andrea M. Neuner, and Hendrik Dietz. Science, 27 March, 2015
