Halbleiterchips werden zu Biotechnologie-Fabriken: DNA-Produktion mit Wasser und Strom
Ein vom Harvard University geführtes Forschungsteam hat einen Silizium-Chip entwickelt, der die parallele Synthese 64 DNA-Sequenzen mit einer Länge 39 Nukleotiden ausschließlich unter Verwendung ät ermöglicht. Die in der Zeitschrift Nature Electronics veröffentlichte Studie zeigt, dass dieses umweltfreundliche System, das ursprünglich für die Erfassung neuronaler Aktivität konzipiert wurde, durch präzise pH-Kontrolle und Ringelektroden-Technologie chemische Reaktionen auf mikroskopischer Ebene steuert und so den Einsatz gefährlicher organischer Lösungsmittel überflüssig macht.
Kurzfassung
Warum das wichtig ist
- Ein vom Harvard University geführtes Forschungsteam hat einen Silizium-Chip entwickelt, der die parallele Synthese 64 DNA-Sequenzen mit einer Länge 39 Nukleotiden ausschließlich unter Verwendung ät ermöglicht.
- Die in der Zeitschrift Nature Electronics veröffentlichte Studie zeigt, dass dieses umweltfreundliche System, das ursprünglich für die Erfassung neuronaler Aktivität konzipiert wurde, durch präzise pH-Kontrolle und Ringelektroden-Technologie chemische Reaktionen auf mikroskopischer Ebene steuert und so den Einsatz gefährlicher organischer Lösungsmittel überflüssig macht.
- Jede Sequenz kann dabei eine Länge von 39 Nukleotiden erreichen.
SvyTech-Check
Redaktionelle Einordnung
Kernpunkt
Ein vom Harvard University geführtes Forschungsteam hat einen Silizium-Chip entwickelt, der die parallele Synthese 64 DNA-Sequenzen mit einer Länge 39 Nukleotiden ausschließlich unter Verwendung ät ermöglicht.
Warum relevant
Das System arbeitet ausschließlich mit Wasser und Elektrizität und verzichtet somit auf die in herkömmlichen Verfahren üblichen, gefährlichen organischen Lösungsmittel.
Einordnung
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Das System arbeitet ausschließlich mit Wasser und Elektrizität und verzichtet somit auf die in herkömmlichen Verfahren üblichen, gefährlichen organischen Lösungsmittel.
Der Großteil der synthetischen DNA, die derzeit in biotechnologischen Anwendungen genutzt wird, entsteht mittels Phosphoramidit-Chemie. Zwar können diese etablierten Methoden Millionen, doch sie erfordern umweltschädliche Chemikalien und sind nur in hochspezialisierten, zentralisierten Laboren durchführbar.
Das neue Halbleiter-Chip-System bietet einen alternativen Ansatz: Es nutzt ein wasserbasiertes und enzymatisches Verfahren, das den DNA-Produktionsmechanismus lebender Zellen imitiert. Die Synthese der DNA erfolgt schrittweise. In jedem Zyklus wird ein neues Nukleotid zum wachsenden Strang hinzugefügt.
Damit eine Bindung stattfinden kann, muss
Damit eine Bindung stattfinden kann, muss zunächst eine Schutzgruppe entfernt werden, ein Prozess, der als Deprotektion bezeichnet wird. Dies wird erreicht, indem die pH-Werte in der wässrigen Umgebung auf etwa 5,3 gesenkt werden, um eine saure Umgebung zu schaffen.
Quellenprofil
Quelle und redaktionelle Angaben
- Quelle
- scitechdaily.com
- Canonical
- https://svytech.de/artikel/halbleiterchips-werden-zu-biotechnologie-fabriken-dna-produktion-mit-wasser-und-strom
- Quell-URL
- https://scitechdaily.com/harvard-scientists-turned-a-silicon-chip-into-a-dna-factory/
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