Manfred
Eigen
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Evolutionsmaschine
Serial Transfer, MPI für biophysikalische
Chemie Göttingen, 1990 |
Manfred Eigen bekam
zwar 1967 den Nobelpreis für Chemie für die Untersuchung sehr
schnell verlaufender chemischer Reaktionen, hatte sich aber schon damals
fast völlig Evolutionsfragen zugewandt.
Mit der weltweit ersten automatischen Evolutionsmaschine lassen sich die
bei der natürlichen Evolution über Jahrmillionen verlaufenden
Anpassungen molekularer Strukturen an bestimmte Funktionen im Zeitraffer
vollziehen. Die Maschine arbeitet zellfrei mit Nukleinsäuren
und Enzymmischungen in kleinen Reaktionsgefäßen,
nur die am besten angepassten Moleküle überleben.
Die Maschine legte den Grundstein für industrielle Anwendungen, die
evolutive Biotechnologie, mit der pharmazeutische Wirkstoffe
oder technische Enzyme z. B. für Waschmittel entwickelt werden.
Funktionsweise:
Die Probe mit einer Nukleinsäure in Reaktionslösung fährt
von der Startposition über die Drehscheibe zur Messposition. Dort setzt
die Vermehrung der Nukleinsäure bei 30°C ein. Durch zufällige
Änderungen, Mutationen, entstehen dabei auch neue Nukleinsäuren,
die durch die Wahl bestimmter Versuchsbedingungen einer Auslese
unterworfen werden. Sobald eine bestimmte Menge an Nukleinsäuren erreicht
ist, wird ein Zehntel der Probe in der Pipettierposition entnommen und in
den nächsten Probenhalter gefüllt. Er enthält neue Reaktionslösung
und fährt wieder zur Messposition. Zum Abbruch der Reaktion fährt
die restliche Probe über die Drehscheibe zur Stoppposition, die auf
knapp über 0°C gekühlt ist. Dann erfolgt eine biochemische
Analyse.