DNA-vrachtwagen met cadmiumsulfidelading (gele bolletje)

DNA is dat mysterieuze, waanzinnig lange molecuul, dat ons erfgoed bevat, maar met DNA zijn andere leuke dingen te doen. Er is een hele rits onderzoekers die zich bezig houdt met DNA als bouwmateriaal voor allerlei toepassingen zoals ‘medicijndoosjes’. Die tak van wetenschap wordt aangeduid met DNA-origami (origami is Japanse papiervouwkunst). Nu heeft Jong Hyun Choi van de Amerikaanse  Purdue-universiteit DNA gebruikt om een (kleine) vracht te vervoeren over de hele lengte van een nanobuisje van een paar mikrometer.  Het idee was gebaseerd op de molmotors, de in natuurlijke systemen voorkomende moleculaire ‘machientjes’ die mechanische arbeid verrichten. Natuurlijke molmotors zijn opgebouwd uit eiwitten. Choi gebruikte, dus, stukjes DNA, dat is opgebouwd uit (vier verschillende) nucleotiden. De door Choi gemaakt molmotor is veel langzamer dan de natuurlijke, maar die kunnen niet, zoals de DNA-motor, worden gestuurd. Je kunt die synthetische motor stilzetten of weer weg laten ‘rijden’. Bovendien zijn de DNA-motors veel stabieler dan de natuurlijke, omdat DNA een voor organische begrippen zeer stabiel molecuul is. “We staan pas aan het begin van de ontwikelling”, zegt Choi. Het ligt in de de lijn der verwachting dat deze nanomachientjes een brede toepassing zullen vinden voor, onder veel meer, de aflevering van medicijnen en in chemische processen.

De DNA-motor van Choi heeft een ‘kern’ en twee ‘armen’. Terwijl de motor langs het nanobuisje ‘loopt’, krijgt die energie van stukjes RNA op het nanobuisje. De ‘kern’ van de motor is een enzym dat stukjes RNA afknipt. Daarna beweegt een arm zich naar het volgende stukje RNA, terwijl de rest volgt, net zo lang tot de DNA-motor aan het eind van het nanobuisje is. De onderzoekers gebruikten de DNA-motor om nanodeeltjes cadmiumsulfide te vervoeren. Met behulp van fluorescentie werd het ’transport’ in beeld gebracht. Het duurde 20 uur voordat de DNA-vrachtwagen het hele nanobuisje had afgewandeld. Dat had dan ook de gigantische lengte van een paar µm (1 µm=1000 nm). De onderzoekers denken dat de traagheid (van snelheid kun je niet spreken) kan worden aangepakt met verandering in zuurgraad en/of temperatuur.

Bron: Science Daily