Nanotechnologie

Nanoroboter folgen DNA-Spuren

Wissenschaftler in den USA haben wenige Nanometer große Roboter entwickelt. In einer speziellen Umgebung können sich diese Roboter autonom fortbewegen.

Roboter - darunter verstehen wir in erster Linie so etwas wie Aila, Scorpion oder Justin: Maschinen, die mehr oder weniger autonom handeln können, sich frei bewegen und mit jeder Menge Technik vollgestopft sind.

Roboter aus wenigen Molekülen

Ein ganz anderes Konzept von Robotik verfolgen Wissenschaftler von der New Yorker Columbia Universität, von der Universität der US-Bundesstaaten Arizona und Michigan sowie vom California Institute of Technology (Caltech): Ihre Roboter sind nur vier Nanometer groß. Ihr Körper besteht aus einem einzigen Molekül des Proteins Streptavidin, die vier Beine bestehen aus je drei DNA-Molekülen, sogenannten Desoxyribozymen.

Die Forscher haben diese Molekularroboter, die sie DNA-Walker nennen, dazu gebracht, sich autonom zu bewegen: Die DNA-Walker können sich in Bewegung setzen, gehen, abbiegen und dann wieder anhalten. Dazu bedarf es einer speziell gestalteten, zweidimensionalen Umgebung. Diese besteht aus einem DNA-Origami, auf dem Strecken durch bestimmte DNA vorgezeichnet sind. Die Beine erkennen und interagieren mit diesen DNA-Spuren und bewegen so den Roboter fort.

100 Schritte in einer Stunde

Besonders schnell sind die 4 Nanometer großen DNA-Walker allerdings nicht: Für die Entfernung von 100 Nanometern, die sie in etwa 100 Schritten zurücklegen, brauchen sie zwischen 30 und 60 Minuten. Das ist bereits ein Fortschritt gegenüber früheren Versionen der Nanoroboter: Die konnten nur drei Schritte weit laufen. "Wir erwarten, dass dieses Vorgehen, wenn weitere Steuerungsmechanismen eingeführt werden, zu komplexeren robotischen Aktionen auf molekularer Ebene führen wird", schreiben die Wissenschaftler in einem Aufsatz in der aktuellen Ausgabe des britischen Fachmagazins Nature.

Mögliche Anwendungen für diese Nanoroboter sehen Experten beispielsweise in der Medizin. Sie könnten beispielsweise dazu dienen, Krankheiten wie Diabetes oder Krebs zu bekämpfen, erklärt Mitra Basu, bei der National Science Foundation (NSF) zuständig für die Forschung in dem Bereich. Die NSF hat die Arbeit an den DNA-Walkern finanziert. Bis es so weit ist, wird es aber noch dauern: Die Entwicklung von molekularen Robotern steht noch am Anfang.