In de gel zitten nanobuisjes, DNA-strengen en motoreiwitten.

Een speciale DNA-gel reageert hetzelfde op mechanische spanning als cellen in het menselijk lichaam. Onderzoekers van de UC Santa Barbara publiceerden dat in PNAS.

Zo’n gel-druppeltje heeft ongeveer het volume van een menselijke cel en bevat onbuigbare uit DNA opgebouwde nanobuisjes, die bij elkaar worden gehouden door langere flexibele DNA-strengen. Als je daar een speciaal motoreiwit (FtsK50C) en adenosinetrifosfaat (ATP) aan toevoegt, trekt de gel samen. Hierdoor veranderen de vorm en elasticiteit van de gel.

Dit mechanisme vindt op een soortgelijke manier plaats in menselijke cellen met een cytoskelet en het motoreiwit myosine. Het eiwit gebruikt daar ATP om zich over een lange eiwitketen van het cytoskelet te bewegen. Op deze manier zetten ze door ATP-hydrolyse chemische energie om in mechanische energie.

De onderzoekers gebruikten DNA voor hun gel, omdat je door de sequentie aan te passen de vervormbaarheid van de gel en de stevigheid van de nanobuisjes eenvoudig kunt aanpassen. Daarnaast hadden ze een motoreiwit tot hun beschikking dat om kan gaan met DNA.

De onderzoekers zeggen dat deze resultaten meer inzicht kunnen geven in hoe het cytoskelet werkt. Het geeft in ieder geval aan dat genen de werking niet sturen.

De gel moet bruikbaar zijn voor verschillende toepassingen, waaronder kunstmatige spieren, DNA-nanotechnologie en smart materials, materialen die je gecontroleerd kunt veranderen met externe impulsen als spanning of temperatuur. De onderzoekers willen de techniek wel eerst nog verbeteren, zodat de gel ook andere bewegingen kan maken en meerdere motoreiwitten bruikbaar zijn.

Bron: PNAS

Onderwerpen