30 januari 2008
Door algen genetisch te manipuleren, verwacht een groep wetenschappers (die samen het bedrijf NimbleGen Systems Inc hebben opgericht) ze in staat te stellen chips te bouwen. Het bedrijf heeft het genoom van een eencellige algensoort ontrafeld, het kiezelwier of de diatomee. De algen hebben een exoskeletje van siliciumdioxide, wat uiterst nuttig is in de constructie van chips. De vorm van de skeletjes wordt door 75 genen bepaald. Door juist deze genen te manipuleren, hoopt het bedrijf de algen geïntegreerde circuits te laten produceren. In het onderzoek zijn inmiddels 30 genen geïdentificeerd, die kunnen worden beïnvloed door siliciumzuur. Dit zuur wordt door de algen omgezet in siliciumdioxide, dat wordt afgezet op de celwand in specifieke patronen. Deze patronen zijn microscopisch klein, waardoor ze volgens de onderzoekers ook als alternatief voor fotolithografie kunnen worden gebruikt. Door gebruik te maken van verschillende soorten 'geprogrammeerde' diatomeeën zouden op bestelling bepaalde patronen geproduceerd kunnen worden. Voordat de algen echter in staats zijn op chipstructuren te bouwen zullen echter nog verschillende jaren voorbij gaan.
De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd worden in de 'Proceedings of the National Academy of Sciences'. 'By genetically controlling [diatom patterning], we potentially have a whole new way of performing the nanofabrication used to make computer chips', zo zegt Michael Sussman, hoogleraar Biochemie aan de University of Wisconsin-Madison. 'Because the tiny animals are microscopically small, they can potentially assemble submicron patterns on semiconductors that exceed the limits of even the most optimistic predictions for future photolithographic techniques'. Sussman richtte NimbleGen op samen met de ingenieur Franco Cerrina en de geneticus Fred Blattner, beiden eveneens verbonden aan de University of Wisconsin-Madison. Samen met de hoogleraar Oceanografie Virginia Armbrust (van de University of Washington) manipuleerden zij het genoom van het diatoom Thalassiosira pseudonana. Het bedrijf werd vorig jaar overgenomen door Roche, om het belang van het onderzoek aan te geven. Levende organismen gebruiken om chips te bouwen is niet zo vergezocht als het wellicht in eerste instantie lijkt. 'NimbleGen has created a DNA sequencing chip to identify all the genes in this particular diatom species, but the same technique should be able to similarly sequence other species, as well. Since each diatom species has unique patterning capabilities, sequencing them will create a vast catalog of patterns that can be mixed and matched', zo stelt een analist. Trial and error dient nu om de effecten van patroonproductie te catalogiseren, met het 'aan' en 'uit' zetten van de genen. 'As the catalog grows, we will be able to improve our DNA chip, hopefully allowing other species of diatoms to be sequenced more and more quickly, which in turn should grow our catalog of patterns more and more quickly. Nevertheless, it will be several years before we will have enough control over diatoms to attempt patterning real chips', zo vervolgt Sussman.
