Klein, kleiner, am kleinsten: Die EU fördert den Bau von Nanomotoren

Aufbau eines bakteriellen Flagellenmotors (Quelle: R. Berry / Oxford University)

Im Rahmen einer Initiative zur Förderung visionärer Forschungsprojekte stellt die Europäische Union Forschungsgelder für die Entwicklung biologischer Nanomotoren zur Verfügung. Ein internationales Wissenschaftler-Konsortium unter der Leitung von Prof. Helmut Grubmüller am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen sieht vielfältige Anwendungsmöglichkeiten der Forschungsergebnisse, vor allem im biomedizinischen Bereich. Ein Baukasten von maßgeschneiderten Motorkomponenten soll dafür die Grundlagen schaffen.

Nanotechnologie ist eine der wichtigsten Zukunftstechnologien, die sich mit der Erforschung, Bearbeitung und Produktion von Gegenständen und Strukturen im Größenbereich von weniger als 100 Nanometer (1 nm = 1 milliardstel Meter) bewegt. An der Schnittstelle zwischen unbelebter und belebter Natur geht es dabei um die Entwicklung biologischer Funktionsbausteine als Voraussetzung für deren technischen Einsatz. Erfolg verspricht ein interdisziplinärer Forschungsansatz, der die Biologie mit der computergestützten Physik, der Chemie und den System- und Ingenieurwissenschaften zu einer „Synthetischen Biologie“ verbindet.

Inzwischen hat dies auch die EU erkannt und mit ihrem NEST-Programm (New and Emerging Science and Technology) eine Initiative zur Förderung unkonventioneller und visionärer Forschung auf diesem Gebiet gestartet. Ein internationales Konsortium unter der Leitung von Prof. Helmut Grubmüller hat jetzt den Zuschlag für ein Forschungsvorhaben erhalten, bei dem es um die maßgeschneiderte Entwicklung und Herstellung künstlicher Systeme nach Bauplänen biologischer Funktionseinheiten geht. Mit ihrem Projekt NANOMOT verfolgen die Wissenschaftler das ambitionierte Ziel, Nanomotoren zu entwickeln und deren Komponenten im Baukastensystem zu verkoppeln.

Vorbild für einen solchen Nanomotor ist beispielsweise der Geißelapparat (Flagellenmotor) einiger Darmbakterien, der ihrer Fortbewegung dient. Ein Motorkomplex setzt dabei elektrochemische Energie aus ATP (Adenosintriphosphat), einem molekularen Energiespeicher, in eine Drehbewegung der auf einer Achse sitzenden Geißel um. Auch das „Verpacken“ von genetischer Erbsubstanz (DNA) in Virenhüllen erfolgt durch einen biologischen Nanomotor mit rotierender Achse.

Anwendung finden könnten solche Nanokomponenten bei der Herstellung von DNA-, Protein- und Antikörper-Chips als miniaturisierte Plattformen für molekularbiologische und molekularmedizinische Untersuchungen sowie beim zielgenauen – und damit nebenwirkungsarmen – Einsatz von Medikamenten.

Im NANOMOT-Konsortium sind neben dem Göttinger Max-Planck-Institut als Koordinator die Universitäten Osnabrück, Dresden, Oxford, Basel und Zürich sowie der CSIC Madrid vertreten. Die finanzielle Förderung der EU beträgt ca. 2,3 Mio. Euro und erstreckt sich über einen Zeitraum von drei Jahren. Die Auftaktveranstaltung des Projekts fand am 10. und 11. Februar 2006 in Göttingen statt.

Damit ist NANOMOT bereits das dritte am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie angesiedelte NEST-Projekt. Fördermittel aus Brüssel stehen bereits für den Bau eines hoch auflösenden Nanoskops (SPOTLITE; Prof. Stefan Hell) sowie für die zeitaufgelöste Röntgenstrukturanalyse kleiner bio-organischer Kristalle (TOTALCRYST; Dr. Simone Techert) zur Verfügung.

Rückfragen bitte an:
Dr. Joachim Bormann, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, EU-Referat, Am Fassberg 11, 37077 Göttingen, Tel: 0551 201- 1076, Fax: -1175, eMail: j.bormann@gwdg.de

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