DNA Computing

Die Idee der Berechnung mit DNA kam ursprünglich von Leonard Adleman von der University of Southern California, im Jahr 1994. Adleman bewies in einem Machbarkeitsnachweis, dass man DNA zum Programmieren verwenden kann. Dieser Machbarkeitsnachweis bestand darin, dass er mit Hilfe von DNA eine Instanz des Hamiltonpfadproblems löste. Seit Adlemans erstem Experiment gab es schon große Fortschritte und man konnte beweisen, dass diverse Turingmaschinen produzierbar sind.
Anfänglich lag das Interesse an dieser seinerzeit neuartigen Technologie bei der Lösung von „NP-schweren“ Problemen. Sehr bald fand man jedoch heraus, dass jene Probleme doch nicht so einfach mit Hilfe von DNA-Computern zu lösen waren.
Dennoch weist DNA, nach derzeitigem Wissensstand, einzigartige Eigenschaften auf, welche es zu einem nützlichen Baumaterial in Nanogröße machen. Der Einsatz von DNA ermöglicht es Berechnungen durchzuführen, womit bedingtes Verhalten von Partikeln implementiert werden kann. Dieses kann verwendet werden, um effiziente Methoden zu entwickeln, Krankheiten auf kluge Art und Weise zu erkennen und evtl. zu behandeln.
Der von uns gewählte Ansatz verwendet symmetrisch miteinander verflochtene DNA-Stränge, welche oft Tiles genannt werden. Diese finden unter geeigneten Bedingungen selbstständig zueinander und beginnen aneinander zu haften. Erzeugt man passende Tiles, so können in einem komplexen Selbstzusammensetzungsprozess kontrolliert Strukturen entstehen, welche wünschenswerte Eigenschaften besitzen.
Diese Technik könnte in Zukunft dazu eingesetzt werden, bei der Erzeugung von Nanogeräten zu unterstützen oder gar ganze Netzwerke aus Nanorobotern zu kreieren.

Ansprechpartner

Prof. Dr. Stefan Fischer
Institut für Telematik (ITM)
+49 451 3101 6400
fischer(at)itm.uni-luebeck.de

 

Florian-Lennert Lau, M. Sc.
Institut für Telematik (ITM)
+49 451 3101 6406
lau(at)itm.uni-luebeck.de

 

Regine Wendt (geb. Geyer), M. Sc.
Institut für Telematik (ITM)
+49 451 3101 6414
wendt(at)itm.uni-luebeck.de

 

Dipl.-Inf. Florian Büther
Institut für Telematik (ITM)
+49 451 3101 6408
buether(at)itm.uni-luebeck.de