Gesundheit : DNS-Computer – der kleinste Bio-Rechner

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Der Erbfaden, die DNS, ist eine Art Konstruktionsanleitung für den jeweiligen Organismus. Die DNSMoleküle sind in der Lage, die Erbinformationen zu speichern und die Weiterverarbeitung dieser Informationen zu regulieren. Ihre einzigartigen chemischen Eigenschaften machen die DNS-Moleküle auch für den Bau winziger Computer interessant: DNS-Computer.

Ehud Shapiro und seine Kollegen vom Weizman-Institut in Rehovot in Israel haben nun im US-Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences“ einen besonderen DNS-Rechner vorgestellt, der bereits vom „Guinness Buch der Rekorde“ als kleinster biologischer Computer anerkannt wurde. Er wird ausschließlich mit den Erbgut-Molekülen sowie mit einem Enzym betrieben. Anders als bisherige Rechner, die unter dem Namen DNS-Computer entwickelt wurden, benutzt das Team um Shapiro die Desoxyribonukleinsäure (DNS) auch als Energiequelle – und nicht, wie die vorherigen Modelle, ein als „Zelltreibstoff“ bekanntes energiereiches Molekül namens ATP.

Der neue DNS-Computer rechnet, indem sich zwei komplementäre Erbgut-Moleküle spontan verbinden: ein Input-Molekül und ein Software-Molekül. Das Software-Molekül weist anschließend ein Spalt-Enzym an, ein Stück vom Input-Molekül abzubrechen. Dabei wird genug Energie freigesetzt, dass der DNS-Computer ohne äußere Energiequelle rechnen kann, wie die Forscher berichten.

DNS-Rechner könnten mit ihrer Rechengeschwindigkeit über kurz oder lang die traditionellen Silizium-Mikrochips überrunden, heißt es in dem Journal. Den Angaben der Wissenschaftler zufolge kann ein millionstel Liter Lösung bis zu drei Billionen dieser DNS-Computer enthalten, die etwa 66 Milliarden Rechenvorgänge in jeder einzelnen Sekunde ausführen. dpa/Tsp

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