Verschlüsseln mit Molekülen

Versteckte Nachrichten in der Erbsubstanz

Moleküle zum Verschlüsseln einzusetzen kann bedeuten, in einer nicht allzu großen Menge wässriger Lösung die Moleküle mit der Geheimnachricht zwischen anderen zu verstecken. Dieses Verfahren nennt man Steganografie. Dass dies mit der Trägerin der Erbinformation – der DNA – problemlos gelingt, wurde vor kurzem von Dortmunder und Kölner Forschern bewiesen. Die DNA ist ein sehr großes Molekül, das aus einer langen Reihe von vier unterschiedlichen Basen besteht. In der Abfolge dieser Basen ist die Information für die Synthese aller Genprodukte niedergelegt.

Auch die Forscher übersetzten ihre Nachricht zunächst in eine bestimmte Basenfolge. Anschließend mischten sie die zugehörigen DNA-Moleküle mit Milliarden anderen. Um ihre Nachricht wiederfinden zu können, lagerten die Wissenschaftler ein kurzes DNA-Stück an den Anfang ihrer Geheimnachrichten-DNA. Dieses kurze DNA-Stück – genannt Primer – ist für eine DNA-Vervielfältigung notwendig: Mit seiner Hilfe findet das DNA produzierende Enzym – die Polymerase – „ihr“ DNA-Molekül und vervielfältigt es. Da eine große Menge einer bestimmten DNA vorhanden sein muss, um sie überhaupt nachweisen zu können, ist die Vervielfältigung für das Wiederfinden der Geheimnachricht im Gemisch notwendig. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass ihre Verschlüsselungsmethode nach den Sicherheitskriterien, die für computerbasierte Systeme gelten, sicher ist. CLAUDIA BORCHARD-TUCH