De dansende protocel (afb: Stephen Mann)

Het is een beginnetje. Onderzoekers van de universiteit van Bristol (GB) hebben kunstmatige (proto)cellen gemaakt die, afhankelijk van de chemische activiteit in de cel, in water (of een andere vloeistof) kunnen stijgen of dalen. “Ons doel is nieuwe protobiologische systemen te ontwikkelen op microschaal met ‘levensechte’ eigenschappen”, zegt onderzoeker Stephen Mann.

Eencelligen hebben allerlei mechanismes om zich te bewegen. Het schijnt nog niet zo eenvoudig te zijn om die trucs in het lab na te bootsen terwijl het wel degelijk handig kan zijn voor, bijvoorbeeld, de afgifte van medicijnen of het meten van bepaalde stoffen. Mann en medeonderzoekers hebben nu, wat dan heet, protocellen (‘proto’ is Grieks voor ‘oer’) gefabriekt die zich in vloeistof kunnen bewegen (stijgen en dalen) afhankelijk van de activiteit van twee enzymen in de cellen: katalase en glucoseoxidase.

Uit een door katalase gekatalyseerde reactie ontstaan zuurstofbelletjes, glucoseoxidae katalyseert een reactie waarbij glucose (suiker) wordt verbrand. De zuurstofbelletjes zorgen ervoor dat de cellen gaan drijven. Als het zuurstof weer wordt opgesoupeerd dalen de cellen weer. Daardoor dansen de cellen in de vloeistof. De onderzoekers maakten de oercellen door gebruik te maken van de zelfassemblage van klei en DNA. Veel specifieker is het persbericht niet. In de samenvatting van het artikel staat nog te lezen dat de zuurstofvorming in gang gezet wordt in de aanwezigheid van waterstofperoxide. Ook dat de zelfassemblage uiteindelijk uitmondde in het membraan van de protocel.
De onderzoekers gebruiken die beweging voor het zelfsorteren van gemengde oercelpopulaties, voor het drijvende houden van macroscopische voorwerpen en om zich toegang te verschaffen tot verder weg gelegen sectoren in de vloeistof met bepaalde, bijzondere (chemische) kenmerken.

Lange afstanden

Mann: “Deze oscillerende beweging kan nieuwe mogelijkheden geven bij het onderzoek waarbij celachtige functies moeten worden gecombineerd over grotere afstanden, bijvoorbeeld om de cellen uit donkere of lichte zones te halen in een waterkolom bij wijze van fototroof (op licht reagerend of door licht gevoed; as) gedrag.” Het is allemaal nog een een zeer pril stadium, moet Mann erkennen.

Bron: EurekAlert