Die als Flagellen bezeichneten fühlerartigen Fortsetzungen bestimmter Bakterien lassen sich als mikroskopisch kleine Propeller einsetzen. Amerikanische Wissenschaftler haben dazu ein Bakterium genetisch so verändert, dass sich dessen Flagellum wie ein Rotor entweder im oder entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Dadurch lassen sich Flüssigkeiten durch mikroskopisch kleine Röhren pumpen, berichtet die Universität von Arkansas.
Die von Steve Tung von der Universität von Arkansas in Fayetteville geleitete Forschergruppe beschäftigt sich schon seit längerem mit der Herstellung von so genannten bioMEMS, nur wenigen Tausendstel Millimeter großen elektromechanischen Maschinen, die zum Teil aus biologischen Materialien bestehen. In ihrem neuesten Experiment benutzten die Wissenschaftler ein genetisch verändertes Bakterium, um Flüssigkeiten durch winzig kleine Röhren zu pumpen. Die für den Menschen ungefährliche Bakterienart ist mit unter dem Fachnamen Flagellen bekannten mikroskopisch kleinen Geißeln ausgestattet und kann sich durch deren Rotation in einer Flüssigkeit fortbewegen.
Bevor die Bewegung eines derartigen Bakteriums zur Steuerung eines Flüssigkeitsstroms eingesetzt werden konnte, mussten die Forscher durch genetische Mutationen die Bakterien so verändern, dass diese jeweils genau eine recht kurze Geißel aufwiesen. Mittels einer anderen Mutation stellten die Forscher zudem sicher, dass das Flagellum ständig in die gleiche Richtung rotierte ? entweder im oder entgegen dem Uhrzeigersinn.
Die so veränderten Bakterien wurden nun mit ihren Flagellen an der Innenseite einer mikroskopisch kleinen Röhre befestigt. Dadurch konnten die Geißeln selbst nicht mehr frei rotieren ? vielmehr drehten sich die Zellkörper der Bakterien selbst. Auf diese Weise ließ sich eine Flüssigkeit durch die Röhre pumpen.
Bevor sich Bakterien in hochintegrierten hydraulischen Chips routinemäßig einsetzen lassen, müssen zunächst noch einige Hindernisse überwunden werden. Die Bakterien müssen nämlich ständig mit Nahrung versorgt werden ? ansonsten sterben sie innerhalb von wenigen Stunden oder Tagen ab. Die Forscher sind jedoch überzeugt, dass dieses Problem etwa mit zusätzlichen Nahrungskanälen überwunden werden kann.
Stefan Maier
