Nanobiotechnologie ist ein Thema, das die Aufmerksamkeit von Millionen Menschen auf der ganzen Welt erregt hat. Seit seinem Erscheinen in der Öffentlichkeit hat es endlose Debatten ausgelöst und ein wachsendes Interesse in verschiedenen Disziplinen geweckt. Dieses Phänomen wurde von Wissenschaftlern untersucht, hat Künstler inspiriert und die Konventionen in der jeweiligen Branche in Frage gestellt. Da Nanobiotechnologie weiterhin Schlagzeilen macht und Kontroversen hervorruft, ist es wichtig, seine Auswirkungen auf die heutige Gesellschaft zu analysieren und zu verstehen, inwieweit es die Art und Weise, wie wir denken und handeln, geprägt hat. In diesem Artikel werden wir Nanobiotechnologie eingehend untersuchen und seinen Einfluss auf verschiedene Aspekte unseres täglichen Lebens untersuchen.
Nanobiotechnologie ist eine interdisziplinäre Technologie, in der sich Nanotechnologie und Biotechnologie überschneiden. Sie zielt auf die Nachahmung der Natur zu technischen Zwecken, wobei im Unterschied zur Bionik auf der nanoskaligen Ebene angesetzt wird. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat die Nanobiotechnologie in seine Förderprogramme aufgenommen.
Ein Ziel der Nanobiotechnologie ist die Kopplung biologischer und elektronischer Systeme. So sind inzwischen schon Rattennervenzellen in Silizium-Halbleiterstrukturen eingebaut worden, die eine direkte Übertragung der Nervenimpulse in Form elektronischer Signale ermöglichen. Über diesen Weg lassen sich beispielsweise Sehnerven direkt stimulieren, so dass Blinde ein grob gerastertes Bild wahrnehmen und schwarz-weiß unterscheiden können.
Eine weitere Anwendung sind Mikrosysteme wie Nanomaschinen (beispielsweise die molekulare Maschine) oder biomolekulare Motoren. Hierbei macht man sich die Bewegungsfähigkeit bestimmter Proteinkomplexe zu Nutze. Diese biomolekularen Motoren lassen sich grob in zwei Gruppen einteilen:
Weiterhin sind biobasierte Sensoren denkbar. Das Maltose-bindende Protein, das seine Konformation ändert, sobald ein spezifisches Molekül (hier die Maltose) an das Protein bindet, ist ein Beispiel für ein Proteinsystem, das reversibel auf chemische Veränderungen reagiert. So ist es bereits gelungen, das isolierte Protein (über einen biomolekularen Anker und eine Komplexierung mit Nickel an eine selbstorganisierte Monoschicht) auf einer Goldelektrode zu binden. In das Protein wurde an einer bestimmten Stelle eine redoxaktive Rutheniumgruppe eingefügt, so dass diese durch die hervorgerufene Strukturänderung von einer relativ oberflächennahen Position in eine weiter entfernte Stellung gebracht wird. Der Abstand der Rutheniumgruppe von der Elektrodenoberfläche lässt sich als elektrochemisches Signal detektieren. So könnten Biosensoren entwickelt werden, mit denen sehr geringe Mengen Maltose (oder andere Moleküle) detektiert werden können.
Weitere mögliche Anwendungen sind: