De synthetische bolletjes verbonden door DNA-bruggen (afb: Nanoletters)

Heel erg ver is het allemaal nog niet, maar hier en daar worden pogingen in het werk gesteld natuurlijke cellen, of althans onderdelen daarvan, na te bootsen. Nu hebben onderzoekers van de universiteit van Bazel (Zwi) bolletjes gemaakt die zich groeperen alsof het organellen zijn (cellichaampjes zoal de mitochondriën). Ze gebruikten daarbij DNA als ‘lijm’. Het uiteindelijke idee is ‘molecuulfabriekjes’ te maken.

Een eukaryote cel zoals die van zoogdieren is op zich al een ingewikkeld systeem met heel wat gespecialiseerde ‘afdelingen’, organellen genaamd. Dan hebben we het over mitochondriën, de celkern, het ribosoom en nog een heel stel. Bijna alle functies binnen een cel worden gestuurd door zelforganisatie, een proces waarbij moleculen een bepaalde structuur aannemen afhankelijk van hun samenstelling en eigenschappen, zonder stimuli van buiten.
Die eigenschap willen onder veel meer ook onderzoekers gebruiken om materialen met een ingewikkelde opbouw te kunnen realiseren, die specifieke taken kunnen uitvoeren op een breed terrein. Die strategie is bijvoorbeeld al gebruikt om netwerken van anorganische vaste nanodeeltjes te vormen, maar het was nog niet gelukt om de geavanceerde structuren te vormen die gewoon zijn voor levende organismen. Het onderzoek daarbij is gericht op medische em biologische toepassingen.

DNA-bruggen

Daar denken de onderzoekers Cornelia Palivan en Wolfgang Meier nu een manier voor gevonden te hebben. Ze gebruikten enkele DNA-strengen om de bolletjes te groeperen. Dat lijkt een beetje op wat er in de natuur gebeurt. De strengen op de bolletjes vormden DNA-bruggen, die bijzonder stabiel zijn. Wat de onderzoekers daarbij deden gaat verder dan de zelforganisatie van de kunstmatige ‘organellen’. Ze kunnen door met de omstandigheden te spelen de vormgeving van de ‘samenscholingen’ beïnvloeden. De bolletjes hebben een synthetisch membraan. Dat heeft het grote voordeel dat die erg stabiel is en dat je die membranen kunt laten samensmelten.
Die synthetische bolletjes kunnen geladen worden met allerlei stoffen zoals enzymen, eiwitten en andere katalysatoren, waardoor de bolletjes chemische fabriekjes worden. Wordt ongetwijfeld vervolgd.

Bron: EurekAlert