Net op tijd voor Sinterklaas presenteren Engelse onderzoekers de eerste nano-treinset. Met microtubuli als rails, DNA als dwarsliggers, kinesine-eiwitten als treintjes en groene kleurstof als lading, schrijven ze in Nature Nanotechnology.

Het is de tot nu toe meest gedetailleerde weergave van het inwendige transportsysteem van eukaryote cellen. Veel praktisch nut heeft het (nog) niet, mnaar het laat wel erg mooi zien hoe zo’n systeem geheel op eigen kracht zichzelf kan assembleren.

De onderzoekers begonnen met de synthese van kinesines, waar als extra ‘staart’ een zogeheten zinkvinger-eiwit aan hangt dat een bepaalde DNA-sequentie herkent. Met die staarten kun je dus twee kinesines aan elkaar koppelen, met een stuk DNA er tussen. Zulke kinesines hechten zich van nature op microtubuli (langwerpige uit eiwitten opgebouwde buisjes), daarvan kun je er dus óók twee koppelen.

Als je vervolgens adenosinetrifosfaat (ATP) toevoegt als energiebron, dan gaan de kinesines zich verplaatsen langs de microtubuli, alweer precies zoals ze dat in een levende cel ook zouden doen. Ze bewegen allemaal in dezelfde richting zodat je uiteindelijk een soort zeeëgel-vorm krijgt: een klont van kinesines en DNA, waar de microtubuli aan alle kanten uitsteken.

Vervolgens kun je er andere kinesines op loslaten die een kleurstof of een andere lading met zich meezeulen. Die zullen zich eveneens op de microtubuli hechten. En als je opnieuw ATP toevoegt, zullen ze ook weer richting centrale klont gaan bewegen. De kleurstof hoopt zich daar dus op, wat je onder de microscoop fraai kunt zien.

Ben je uitgespeeld met de kinesine-treintjes, dan voeg je wéér andere kinesines toe met een DNA-fragment dat de kleurstofmoleculen loskoppelt, zodat ze alle kanten op vliegen. Met weer een ander signaalfragment kun je daarna de binding tussen de microtubuli doorknippen zodat het hele netwerk uit elkaar valt.

Reversibel zijn de reacties zo te zien niet, dus na één keer spelen kun je de treinset waarschijnlijk weggooien - dat is dan weer jammer.

bron: Nature Nanotechnology, The Guardian