- Artikel-Nr.: 13004
Unvorstellbar klein sind die Dimensionen der Nanotechnologie. 10 hoch minus 9 Meter. Ein Nanometer, der millionste Teil eines Millimeters. Diese geheimnisvolle Nano-welt wird unser Leben entscheidend verändern. Denn in diesen Welten wollen Wissenschaftler neue Maschinen bauen.
Vor gut 20 Jahren wurden die ersten Nanostrukturen geschaffen, künstliche Struktu-ren aus Biomolekülen, die sich tatsächlich auch bewegen konnten. Das Baumaterial für diese Maschinen ist die DNA, eines der am besten erforschten Biomoleküle. Sie kann man heute gut wie am Reißbrett entwerfen und synthetisch herstellen.
Heute kann man dem DNA-Protein bei der Arbeit zusehen. Es entpuppt sich als phantastische molekulare Maschine, in der sich wie merkwürdig aussehende Roboter bewegen und ihre Arbeit verrichten – etwas auseinandernehmen, neu zusammen-schrauben und weitermarschieren. Oder für uns eine sehr überlebensnotwendige Tä-tigkeit als Reparaturmaschine ausüben. Es ist keine Phantasie: In der Welt des Aller-kleinsten geht es ähnlich zu wie in der Welt des Großen. Gebilde ändern ihre Form, bewegen sich und verändern etwas. Das Ganze geschieht überdies in einem unge-heuren molekularen Sturmwind.
Besuchen Sie mit uns die Forscher, die in diese Welten schauen, die man eigentlich nicht beschreiben kann, die molekularen Maschinen bei ihrer Arbeit in organischen Zellen zusehen und die Bauregeln verstehen wollen, nach denen die Natur konstru-iert. Stellen Sie sich vor, daß genau das in jeder Sekunde in jeder einzelnen Zelle Ih-res Organismus so abläuft. Natürlich werden die Forscher von dem Wunsch angetrie-ben, diese Nanomaschinen nachzubauen. Doch das wird noch etwas dauern. Denn die Natur gebärdet sich äußerst zickig, wenn man ihr in die tiefsten Geheimnisse fol-gen will.
Immerhin können Wissenschaftler bereits am Computer Gebilde entwerfen, die dann auch gebaut werden. Sie haben Schalter entwickelt, die ein einzelnes Proton steuern können. Und sie träumen von Motoren, die sich mit 100 000 Umdrehungen drehen. So wie das die molekularen Maschinen auch in jeder einzelnen unserer Kör-perzellen tun.
Eine der weltweit wesentlichsten Forschungen dazu findet in München statt. Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München, einer der erfolgreichsten und weltweit führenden Forscher in Sachen DNA-Nanotechnologie, entwickelt eine Art »DNA-Origami«. Am Computer programmiert er die Strukturen; nach diesen Bauanlei-tungen sollen zwei- und dreidimensionale Nanokomponenten entstehen. Vorausset-zungen für einen Werkzeugbau auf Nanoebene, den Dietz entscheidend vorantreibt. Er will Werkzeuge bauen, die bestimmte Aufgaben in Zellen und Organismen ausfüh-ren können. Ein Schritt auf dem Weg zu künftigen Nanofabriken, in denen DNA-Strukturen wie am Fließband neue Objekte herstellen.
Derzeit noch Zukunftsmusik, aber die bisherigen Erfolge in den Laboratorien sind eindrucksvoll und lassen die Arbeiten nicht als Zukunftsmärchen erscheinen.
Hendrik Dietz wurde als jüngster Preisträger 2015 mit dem renommiertesten deut-schen Forscherpreis ausgezeichnet, dem Leibniz-Preis. Begründung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG): »Hendrik Dietz gehört zu den weltweit führenden Wissenschaftlern in der DNA-Nanotechnologie, die aktuell eines der dynamischsten Gebiete in der biomolekularen Grundlagenforschung ist.«
Dieses Buch vermittelt einen ersten Einblick in diese neue Nanotechnologie aus le-benden Proteinen – die aber bitte nicht mit jener Nanotechnologie verwechseln, die aus leblosem Silizium gefertigt wird.
Werkzeuge sind hier Enzyme, Baumaterialien Proteine und Baumechanismen hei-ßen Selbstorganisation.
Dürfen wir Sie also in eine wundersame Welt mitnehmen, in der Sie mit Sicherheit noch nie waren, und in die Sie auch niemals hineinkommen werden?
Denn niemand kann sie sehen. Zumindest nicht direkt. Die Welten im Kleinsten sind vollkommen anders als die, die wir kennen und in der wir leben.
