Forscher der Harvard University haben einen Durchbruch erzielt, der die milliardenschwere DNA-Syntheseindustrie revolutionieren könnte: ein Siliziumchip, der genetischen Code mit nichts als Strom und Wasser schreibt.

Die in Nature Electronics veröffentlichte Studie beschreibt, wie das Team einen CMOS-Siliziumchip — ursprünglich für die Schnittstelle zu Gehirnzellen entwickelt — umfunktionierte, um gleichzeitig 64 verschiedene DNA-Sequenzen auf seiner Oberfläche zu synthetisieren. Anstatt auf giftige organische Lösungsmittel zurückzugreifen, die in der traditionellen DNA-Herstellung verwendet werden, nutzt der Chip lokalisierte elektrische Ströme, um enzymatische Reaktionen in Wasser zu steuern.

"Wir haben einen Chip, der gebaut wurde, um mit Neuronen zu sprechen, in eine DNA-Schreibmaschine verwandelt," sagte der leitende Forscher. "Es ist ein völlig grüner Prozess — kein Benzol, keine aggressiven Chemikalien, nur Strom, Wasser und Enzyme."

Die herkömmliche DNA-Synthese ist ein chemischer Prozess, der teure, giftige Lösungsmittel erfordert und gefährliche Abfälle erzeugt. Sie hat sich seit den 1980er Jahren kaum verändert. Die neue chipbasierte Methode könnte die Kosten und den ökologischen Fußabdruck der Gensynthese drastisch senken und möglicherweise Fortschritte in der synthetischen Biologie, Gentherapie und Impfstoffentwicklung beschleunigen.

Die kommerziellen Auswirkungen sind erheblich. Der globale Markt für DNA-Synthese wird bis 2030 voraussichtlich 25 Milliarden Dollar erreichen, angetrieben durch die Nachfrage nach Gentherapien, mRNA-Impfstoffen und gentechnisch veränderten Nutzpflanzen.

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