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Nanotechnik: Der kleinste Bohrer der Welt

Mehr als zwei Millionen Mal in der Sekunde dreht sich dieser Bohrer aus einem einzigen Molekül - und durchlöchert dabei Krebszellen.
Krebszelle im Fadenkreuz

Einen molekularen Motor, der Zellmembranen durchbohrt und so die Zelle auslaufen lässt, stellt eine Arbeitsgruppe um James Tour von der Rice University vor. Das Molekül besteht aus einem Teil, der es in der Membran verankert, und einem Rotor, der bei Beleuchtung mit UV-Licht zwei bis drei Millionen Mal pro Sekunde rotiert. Das ist schnell genug, um die Membranmoleküle aus dem Weg zu räumen, so dass ein Loch entsteht, durch das Zellplasma ausläuft, wie das Team jetzt in "Nature" berichtet. "Wir dachten, wir gucken mal, was passiert, wenn wir die Nanomaschinen an die Zelle binden und dann anschalten", berichtet Tour. In Tests an Prostatakrebszellen zerstörten die Maschinen ihre Opfer in nur drei Minuten.

Molekülstruktur des Nanobohrers
Molekülstruktur des Nanobohrers

Der Bohr-Stoff basiert auf einem Prinzip, das der niederländische Chemiker Ben Feringa vor einigen Jahren entwickelte und für das er 2016 den Nobelpreis in Chemie erhielt. Ein Teil des Moleküls rotiert um eine Doppelbindung, die sich unter UV-Licht immer wieder löst und neu knüpft. Es drückt dadurch die relativ großen und trägen Membranmoleküle beiseite, und die extrem schnelle Bewegung verhindert, dass sie wieder zurückfließen. Stattdessen können kleine, flinke Moleküle wie Wasser durch das Loch nach außen treten, so dass die Zelle ausläuft und stirbt. Unter Umständen könne man auch Medikamente auf diesem Weg in die Zelle schleusen, so die Arbeitsgruppe. Da die Motoren nur unter UV-Licht anfangen zu bohren, kann man den Effekt sehr gezielt nutzen, um bestimmte Regionen des Körpers anzusteuern.

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