Nu vill forskare skapa mikromaskiner av DNA

Arvsmassa skall användas i elektroniska kretsar

1 september 2009

En dator som är tusen gånger snabbare än våra dagars. Avancerade fabriker med maskiner, som är så små att de inte en gång kan ses i mikroskop. Det låter som en dröm, som kan förverkligas först om många år. Genom att sätta ihop DNA-strängar från arvsmassa har emellertid forskaren Bernhard Yurke och hans kollegor vid det amerikanska Bell-laboratoriet redan nu lyckats utveckla de första enkla maskinerna. Uppfinningen innebär ett stort genombrott, som nu ger forskarna hopp om att kunna realisera drömmen inom några år – bara genom att utnyttja DNAs speciella förmåga att bilda par med sin egen kemiska spegelbild. Hittills har man lyckats sätta ihop DNA-strängar till små motoriserade ”strömbrytare”, som är 100000 gånger mindre än en knappnålsspets. Ström-brytaren är en enkel ”öppna-slutamekanism” bestående av två DNA-strängar – även kallade dubbelspiraler. I änden av de båda DNA-strängarna har forskarna tagit bort dubbelspiralernas ena DNA-sträng. En tredje DNA-sträng kan aktivera strömbrytaren genom att binda sig till de fria ändarna av de båda dubbelspiralerna. Så snart den tredje DNA-strängen kommer i närheten av de båda andra, kommer den att para ihop sig med de fria ändarna. Eftersom dessa hänger ihop, går DNA-strängarna ihop, och kontakt har uppnåtts. Att bryta kontakten är lika enkelt: man tillför en ny DNA-sträng, som alltid föredrar att para ihop sig med ”aktiverings-DNA-strängen”. Denna dras därför bort från de båda andra, och kontakten bryts. De mikroskopiska maskinerna är alltså inte enbart uppbyggda av DNA; de styrs även av det genetiska materialet. Eftersom DNA kan produceras i ett oändligt antal varianter, kan varje maskin använda sin alldeles egna DNA-typ. Maskinerna kan styras mycket exakt genom att man tillsätter den typ DNA som precis passar till den aktuella maskinen. Under senare år har utvecklingen av små DNA-processorer gått framåt med stormsteg. För närvarande arbetar forskarna på att utnyttja DNA-strängarna som strömbrytare i molekylära elektroniska kretsar. DNA-strängarna kommer också att kunna användas som små pincetter, som kan hålla fast och släppa till exempel en molekyl. Inom en rätt snar framtid kommer man att kunna framställa datorchips, som innehåller miljarder transistorer istället för miljontals som nu.

Läs också

PRENUMERERA PÅ ILLUSTRERAD VETENSKAPS NYHETSBREV

Du kan ladda ned ditt gratis specialnummer, Vår extrema hjärna, så snart du har beställt vårt nyhetsbrev.

Kanske är du intresserad av...

Hittade du inte vad du söker? Sök här: