Forscher entwickeln RNA-Schaltelemente

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Forscher am California Institute of Technology (Caltech) haben auf Basis von DNA-ähnlichen RNA-Molekülen Schaltelemente entwickelt, die biologische Computer ein Stück näher rücken lassen.

“Die hergestellten Geräte können als Logikgatter und Signalfilter dienen”, sagten die Chemie-Verfahrenstechniker Christina Smolke und Maung Nyan Win dem Magazin Science. Das größte Potenzial ihrer Entwicklung vermuten die Wissenschaftler aber nicht in der klassichen IT, sondern in der Möglichkeit, mithilfe ihrer Entwicklung Zellfunktionen zu kontrollieren.

Basis für die biologischen Bauelemente der Caltech-Forscher sind RNA-Moleküle. Sie sind der DNA ähnlich, aber einzel- statt doppelsträngig. Die Wissenschaftler haben RNA-Geräte gebaut, die auf einen chemischen Auslöser reagieren, indem sie die Produktion eines fluoreszierenden Proteins einstellen und somit ein NOT-Gatter bilden. Mit zwei Auslösern ergibt sich ein biologisches NAND-Gatter und somit das Gegenstück zu einem Grundbaustein der klassischen Elektronik. Denn aus mehreren NAND-Gattern können Schaltkreise für jede andere logische Operation aufgebaut werden. Theoretisch könnten mithilfe der Caltech-Entwicklung also klassische Computer biologisch nachgebaut werden.

Die Forscher selbst sehen dank ihrer Arbeit Chancen vor allem im Bereich der Biotechnologie. “Wir denken, dass die Entwicklung dieser Technologien verändern wird, wie wir an biologische Systeme anbinden und diese organisieren”, sagte Smolke dem Branchendienst iTnews. Auf Basis der Caltech-Entwicklung könnten Wissenschaftler neue Möglichkeiten finden, biologische Zellsysteme praktisch wie Computer für komplexere Aufgaben zu programmieren. Dabei sind beispielsweise “intelligente” molekulare Therapien denkbar, die biologische Marker von Krankheiten erkennen und eine gezielte sichere Behandlung ermöglichen. Vorstellbar wären auch Biosysteme, die bestimme Umweltgifte suchen und in harmlosere Substanzen umwandeln.