12.12.2017 - California Institute of Technology (Caltech)

Winzige Mona Lisa entsteht aus DNA

Was nach Spielerei klingt, hat durchaus einen ernsten Hintergrund

(dpa) US-Forscher haben aus DNA die vermutlich kleinste Mona Lisa der Welt hergestellt. Bioingenieure vom California Institute of Technology nutzten für das Miniporträt mit Seitenlängen von unter einem Mikrometer (tausendstel Millimeter) das sogenannte DNA-Origami-Verfahren und erweiterten es, wie sie im Fachjournal «Nature» schreiben.

Grundlage der raffinierten Falttechnik sind winzige DNA-Bausteine. Aus ihnen besteht unser Erbgut. Wegen ihrer besonderen chemischen Eigenschaften sind diese Moleküle aber auch geeignet, künstliche Mini-Formen nach Maß entstehen zu lassen.

Dabei braucht man einen längeren Strang, der aus vielen solcher Bausteine - sogenannter Nukleotide - aufgebaut ist. In Verbindung mit mehreren spezifischen, kurzen Strängen faltet sich der längere in eine bestimmte, gewünscht Form, schreiben die Forscher. Bislang war es jedoch schwierig, mit DNA-Origami größere Konstrukte herzustellen.

Grigory Tikhomirov und Kollegen entwickelten nun ein ressourcensparendes Verfahren, mit dem diese Stränge zu immer größeren Mustern zusammenfinden - bis beispielsweise unter dem Rasterkraftmikroskop eine lächelnde Mona Lisa sichtbar wird. Die Forscher ließen so auch einen Hahn entstehen.

Ko-Autorin Lulu Qian ergänzt: «Solche sich selbst zusammensetzenden Strukturen sind Schlüsselkomponenten, um künstliche molekulare Maschinen zu bauen.» Die neue Form der Anordnung ermögliche es nun, noch komplexere molekulare Maschinen zu bauen, sagte Qian.

Biophysiker der TU München veröffentlichten in derselben «Nature»-Ausgabe ein Verfahren zum Aufbau größerer Strukturen in Virengröße mit Hilfe von DNA-Origami. Diese Nano-Objekte sind dreidimensional und fügen sich ebenfalls von selbst zusammen. Konzipiert sind sie teilweise als winzige Käfige. «Eine mögliche zukünftige Anwendung künstlicher Käfige könnte der Transport von Medikamenten im Körper sein», so Studienleiter Hendrik Dietz laut einer Mitteilung. Ziel dabei sei es, die Wirkstoffe nur am Einsatzort freizusetzen.

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