RNS als logisches Gatter der Zukunft?

Maung Nyan Win und Christina D. Smolke vom California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena ist es gelungen, aus Ribonukleinsäure (RNS) logische Gatter herzustellen.

RNS ist eng mit der bekannten DNS (Desoxyribonukleinsäure) verwandt, also dem Grundbaustein der biologischen Zellen. Jedoch besteht die RNS, anders als die DNS, nicht aus der bekannten Doppelhelix, sondern aus einem Einzelstrang und ist wesentlich reaktionsfreudiger. Es wurde bei dem Experimenten ein katalytisch wirkendes RNS-Molekül verwendet, eine komplexe, dreidimensionale Struktur. Vielfach auch als Hammerhead-Ribozym bezeichnet, welches auch in Viren vorkommt und andere RNS-Stränge teilen kann.

Die Forscher erweiterten ihr Ribozym um weitere Ribonukleinsäuren, die dem Gesamtgebilde die Funktion eines Schalters verliehen: Wenn sich die Ketten auf eine bestimmte Weise untereinander verkoppelten, wirkte das Molekül weiter als Hammerhead-Ribozym und zerteilte RNS-Stränge. Dockten andere Abschnitte aneinander an, trat dieser Effekt nicht mehr auf.

Da das Hammerhead-Ribozym an zwei Stellen erweiterbar ist, ließen Win und Smolke ihr Molekül auf zwei unterschiedliche Botenstoffe reagieren – nur wenn beide vorhanden sind, ändert sich der Zustand, was einer logischen „Und“-Verknüpfung entspricht. Ein logisches „Oder“ erreicht man durch zwei Moleküle, die jeweils auf unterschiedliche Substanzen reagieren: Ist entweder die eine oder die andere vorhanden, wird eines der Ribozyme aktiv. Durch den Aufbau einer größeren Struktur dieser logischen und biologischen Gatter könnte man einen kompletten Computer nachbauen, dies ist zwar noch Zukunftsmusik, jedoch grundsätzlich denkbar. (Quelle: heise.de – pek/c’t)

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