Medikamente, Nanomaschinen und künstliche Zellen: Forschende hoffen, mithilfe von DNA-Origami in Zukunft große Fortschritte in vielen Bereichen zu machen. Dabei machen sie sich die Struktur der DNA zunutze, um diese in die gewünschte Gestalt zu bringen.
Zur DNA („Desoxyribonukleinsäure“) gibt es extrem viele spannende Forschungsansätze. Denn sie trägt die Erbinformation von Lebewesen und ist somit quasi der Bauplan eines Individuums. Dabei ist sie in einer Doppelhelix wie eine Strickleiter aufgebaut. Die Sprossen der Leiter werden dabei von vier organischen Basen gebildet: Adenin und Thymin, Cytosin und Guanin.
Das Prinzip des DNA-Origami beruht nun darauf, dass sich diese DNA-Basen immer zu komplementären Paaren zusammenfinden; und zwar stets in der energetisch günstigsten Konstellation. Forschende können sich die DNA damit so zurechtbiegen, wie sie sie brauchen. Das geht inzwischen mit einer unvorstellbaren Präzision. So konnten sie bereits DNA in Form von einem Smiley und sogar einen Nano-Nachbau der berühmten Mona Lisa erzeugen.
DNA-Origami als Hoffnungsträger
Überträgt man diese Möglichkeiten auf Biotechnologie und Medizin, so ergeben sich zahlreiche potenzielle Anwendungsgebiete für die Nanotechnologie. Nach Jahren der Grundlagenforschung scheinen nun endlich echte Anwendungen in greifbare Nähe zu rücken. Denkbar sind etwa kleine Maschinen im Nanometermaßstab, die bestimmte Funktionen ausüben oder maßgeschneiderte Medikamente herstellen können. Auch an kleinen DNA-Käfigen, mit denen Viren gefangengenommen werden können, wird bereits geforscht.
Katharina Menne, Redakteurin bei Spektrum der Wissenschaft und spektrum.de, hat zum Stand der Forschung in diesem Bereich recherchiert und dafür Professor Hendrik Dietz an der TU in München besucht. Dieser hat in den vergangenen Jahren mit seinem Team große Erfolge auf dem Gebiet des DNA-Origami gefeiert.
Auf lange Sicht könnte man auch kleine Nano-Fabriken bauen, um beispielsweise bestimmte Moleküle herzustellen.
Katharina Menne
Spektrum der WissenschaftIm Gespräch mit detektor.fm-Moderator Marc Zimmer berichtet Menne von ihrem München-Besuch und den Einblicken, die sie dort hatte. Sie beschreibt, auf welcher Technik DNA-Origami basiert und erklärt, in welche Richtung die Forschung sich aktuell entwickelt, welche Herausforderungen noch zu meistern sind und welche Hoffnungen in die Nanotechnologie gesteckt werden.