DNS-Motor für schnellere Chips

Forscher der Bell Labs und der Universität Oxford haben einen molekularen Motor aus DNS-Molekülen gebaut, der die Entwicklung molekularer Schaltkreise ermöglicht, die tausendmal schneller und kleiner sind als die konventioneller Silizium-Chips.

"Auf der gleichen Fläche werden wir zukünftig 10 000 mal mehr Komponenten integrieren und mehr dreidimensionale Anordnungen verwirklichen können als bisher", beschreibt Bernard Yuke von den Bell Labs zukünftige Schaltkreis-Dimensionen.

Selbstorganisation der DNS
Die DNS oder Desoxyribonukleinsäure bildet die Basis des genetischen Materials innerhalb der Zellkerne. Sie beeinhaltet die Informationen für alle lebenswichtigen Funktionen und Bausteine eines Organismus. Die DNS besitzt einen sehr hohen Grad an Selbstorganisation. Diese DNS-Eigenschaft ermöglichte erst den Bau eines solchen Molekül-Motors.

Press Relaese der Bell Labs zum DNS-Motor

Hohes Maß an Selbstorganisation

Der DNS-Motor erlaubt das Design von winzigen elektronischen Systemen, bestehend aus molekularen Schaltkreisen und anderen Elementen, durch die Mischung der jeweiligen Komponenten im Reagenzglas.

Einzelne DNS-Stränge binden sich jeweils nur an den Strang mit der komplementären Baustein-Sequenz, um die sogenannte Doppelhelix zu bilden.

Deshalb konnten die Forscher eine Art molekularen Motor ähnlich einer "Pinzette" formen, indem sich drei speziell designte DNS-Stränge im Testgefäß entsprechend ihrer Funktion selbst anordneten.

Molekulare "Pinzette" baut Molekülcomputer
Andrew Tuberfield von der Universität Oxford beschreibt wie jener molekulare Motor in Form von "Pinzetten" zukünftige molekulare Schaltkreise designen läßt. "Man fügt ein DNS-Element zu jeder molekularen Komponente hinzu und mixt sie dann in einem Reagenz-Gefäß. Da sich die komplementären DNS-Elemente von selbst finden und anordnen, entsteht die designte Anordnung von selbst. Das Entscheidende daran ist die Fähigkeit zur Selbstorganisation der DNS".

Department of Physics an der Universität Oxford

Effiziente Arbeitsweise

Die DNS-"Pinzette" kann sich öffnen und schließen indem sie sich eines speziellen Stranges, den sie als "Treibstoff" verwendet, bedient.

Dieser hochspezifische Strang, der am Ende der "Pinzette" baumelt, schließt die komplementären DNS-Stränge wie einen Reisverschluss.

Der DNS-Motor ist in der Lage bisherige Probleme bei der Konstruktion molekularer Schaltkreise zu überwinden - nämlich die funktionsfähige Anordnung molekularer Komponenten und die als Transistoren arbeitenden Moleküle selbst.

Erste Molekülcomputer bereits funktionsfähig

Wissenschaftlern ist bereits gelungen molekulare Leiterbahnen, Logic Gates und Schaltkreise zu einem funktionsfähigen Rechner zusammenzubauen, der nur einen winzigen Bruchteil der Größe derzeitiger Computer auf Basis der Siliziumtechnologie ausmacht.

~ Link: DNA Microarray(Genome Chip) (http://www.gene-chips.com/) ~

Details gibts auch nachzulesen...
....im Nature Magazine unter dem Titel "A DNA-fuelled molecular machine made of DNA".

Nature Magazine