DNA wird zum Nanodraht

Leitet das strickleiterförmige DNA-Molekül eigentlich elektrischen Strom? Bereits 1962 hatten zwei Wissenschaftler der Universität Bristol einen geringen Stromfluss gemessen; später stellte sich allerdings heraus, dass der Strom durch die Eisschicht geflossen war, die die DNA umgab. Bis heute ist nicht klar, ob Elektronen nur über kurze Distanzen von wenigen Basenpaaren "tunneln" oder ob sie sich vielleicht auch sprungweise über größere Distanzen fortbewegen können.

Ihre langkettige, robuste Form und die Fähigkeit zur Selbstorganisation beim Aufbau komplexer Netzwerke machen die DNA in jedem Fall zu einem idealen Trägermaterial für elektrische Drähte mit Durchmessern im einstelligen Nanometerbereich. Um nun eine optimale Leitfähigkeit dieser Drähte zu gewährleisten, gibt es mehrere Möglichkeiten. Eine davon ist, Metallpartikel in engen Abständen an die DNA zu binden und sie so stromleitend zu machen. Dies verfolgen die Wissenschaftler am Institut für Werkstoffwissenschaft der TU Dresden: sie lagern Platinsalze an die DNA an, die dann zu regelmäßigen Platinclusterketten wachsen.

Solche Vorgänge sind in ihren Teilprozessen experimentell praktisch nicht mehr auflösbar, können jedoch mittels theoretischer Simulationen mit immer größerer Treffsicherheit am Computer modelliert werden. In Zusammenarbeit mit der Universität Trieste und dem Imperial College London ist es den Dresdnern auf diese Weise gelungen, nanoelektronische Schaltkreise aus einzelnen metallisierten DNA-Ketten zu bauen.

Solche Schaltkreise sind für verschiedene Anwendungen interessant; gemeinsam mit sechs Industrieunternehmen entwickelt das Institut für Werkstoffwissenschaft in einem neu gegründeten Wachstumskern Biosensoren und Katalysatoren.

COMPAMED.de; Quelle: Technische Universität Dresden