Laserpinzette hat DNA-Moleküle fest im Griff

Hochpräzise Technik greift, manipuliert und lässt einzelne Abschnitte wieder los

Wissenschafter der japanischen Tokushima-Universität haben eine hochpräzise Laserpinzette entwickelt, mit der einzelne DNA-Stränge mit größter Genauigkeit an einer beliebigen Stelle gegriffen, manipuliert und wieder losgelassen werden können. Darüber hinaus lassen sich einzelne DNA-Moleküle in Zellen einschleusen, ein Prozess der in der Gentherapie von zentraler Bedeutung ist, so ein Bericht des PhysicsWeb.

Bestehende Methoden nutzen einen Laser, um damit eine winzige Kugel chemisch mit dem Ende eines DNA-Strangs zu verbinden. Die Kugel ändert jedoch die chemische Struktur des Moleküls und lässt sich nicht mehr vom Strang lösen. Ken Hirano entwickelte eine DNA-Lösung mit kleine freischwimmenden Latex-Kügelchen. Jedes DNA-Molekül besitzt die Größe von rund 40 Mikrometer. Durch die Bestrahlung mit einem 600-Milliwatt-Laser auf einen bestimmten Punkt des gewählten Moleküls entsteht ein elektrisches Dipolmoment in den 200 Nanometer kleinen Kügelchen.

Das Dipolmoment zieht sie in das Zentrum des Laserstrahls, da dies die größte Feldstärke besitzt. Dadurch wird es bis zum Ausschalten des Laserstrahls möglich, das Molekül zu bewegen, zu dehnen oder zu biegen. So kann das DNA-Molekül wieder von den Kügelchen gelöst werden. Mit der neuen Technik könnten Biologen – abseits vom Einsatz in der Gentherapie – die physikalischen Eigenschaften verschiedener Molekülbereiche untersuchen. Hirano ist zuversichtlich, dass die Laserpinzette in einer Reihe von chemischen und physikalischen Anwendungen Einsatz finden wird. Die Technik soll auch in einer Vakuum- und Gasumgebung funktionieren.