Synthetische Zellen oder sogenannte molekulare Fabriken werden für den Einsatzl im Gesundheitswesen, der Forschung und auch der Industrie entwickelt. Die verwendeten molekularen Systeme werden dabei von sogenannten energieliefernden Bausteinen angetrieben. Einer davon ist das Membranprotein Proteorhodopsin, das Sonnenenergie nutzt, um über Membrane ein Konzentrationsgefälle von Protonen herzustellen. Dieses Gefälle führt zu dem Antrieb molekularer Bausteine.
Bisher scheiterte die Nutzung solcher Membranproteine daran, dass bei einer konventionellen Anwendung eine symmetrische Anordnung in den Membranen entstanden ist, was zu einem funktionellen Kurzschluss führte. Einer Forschergruppe der Universität Bern ist es gelungen, dieses Problem zu lösen. Sie haben einen chemischen Schalter für Proteorhodopsin entwickelt, der Proteorhodopsin-Moleküle gezielt ausschalten kann. Mit der damit herbeigeführten asymmetrischen Verteilung wird das gewünschte Protonengefälle möglich. Das schaltbare Proteorhodopsin „stellt die erst lichtgetriebene Protonenpumpe und den ersten energieliefernden Baustein dar, der chemisch an- und ausgeschaltet werden kann“, heisst es in einer Mitteilung der Universität Bern zur Entwicklung.
Mögliche Anwendungen könnte „die licht- und solargetriebene Produktion“ des universellen Energieträgers in Zellen, ATP, oder auch „der bionanotechnologische Abbau von Schadstoffen – beispielsweise Antibiotika – im Wasser“ sein, wird der Leiter der Berner Forschungsgruppe, Dimitrios Fotiadis, dort zitiert. hs