Kleinste antenne ooit ontwikkeld

Loys Bakker

14-01-2022 14:47:59

DNA

Om de kleinste dingen te begrijpen, heb je soms de kleinste instrumenten nodig. Een team Canadese wetenschappers heeft zo’n werktuigje ontwikkeld: een antenne van DNA.

Wetenschappers van de Universiteit van Montreal hebben een minuscule antenne gemaakt. De spriet is maar 5 nanometer in lengte, ongeveer 600 keer dunner dan het gemiddelde spinnendraad. In plaats van geluid, zendt de antenne licht uit. Deze mini-zender, zo schrijven de onderzoekers in het wetenschappelijk blad Nature Methods, kan ons meer leren over de raadselachtige dynamiek van eiwitten.

Lees ook:

Proteïnes

Eiwitten zijn complexe moleculaire structuren, die allerlei essentiële taken in het menselijk lichaam vervullen. Naast sterke spieren dragen eiwitten bijvoorbeeld ook bij aan sterke botten, een goed werkend immuunsysteem en een soepele samenwerking tussen de organen.

Terwijl eiwitten hun taken netjes uitvoeren, verandert hun structuur. Dit fenomeen noemen scheikundigen ook wel conformatieverandering. Sommige van deze veranderingen gaan ontzettend snel. En tot nu toe bestonden er geen geschikte instrumenten om deze korte transformaties live te meten.

En toen was er licht

Het Canadese onderzoeksteam vond een oplossing in DNA. DNA is een handig bouwmateriaal voor nanostructuren. Het is natuurlijk klein. En er valt tegenwoordig makkelijk aan te sleutelen, zodat het specifieke opdrachten kan uitvoeren.

Zo heeft dit team een DNA-streng aangepast met een fluorescerend molecuul en kan de streng oppervlakten van eiwitten meten. De wetenschappers vergelijken de antenne met een radio, die geluidsgolven kan ontvangen én uitzenden. Het verschil is dat de mini-antenne veranderingen in licht opneemt. Afhankelijk van het soort conformatieverandering dat de DNA-antenne waarneemt, zendt het een bepaalde kleur uit. De onderzoekers kunnen deze codetaal direct zien, zelfs als het eiwit snel verandert.

Het scheikundeteam zag dus écht het licht met deze ontwikkeling. Chemicus Scott Harroun liet aan ScienceAlert weten dat zijn team voor het eerst live meemaakte hoe alkalische fosfatase veranderde van structuur. Een mooie overwinning, aangezien dit enzym een belangrijke rol speelt in ziekten als kanker en het prikkelbare darmsyndroom.

Een alleskunner

Een live lichtshow is niet de enige innovatie van deze technologie. Omdat het instrument is opgebouwd uit DNA kunnen belangrijke kenmerken, zoals de lengte en flexibiliteit van het apparaatje, gemakkelijk aangepast worden naar de doelen van ander onderzoek.

Het team liet weten in zijn paper: “Met nano-antennes kun je verschillende biomoleculaire mechanismen direct volgen, inclusief kleine en grote conformatieveranderingen – in principe alle gebeurtenissen die de fluorescentie-emissie van de kleurstof kunnen beïnvloeden.” Best handig dus. Zeker als je bedenkt dat er tussen de 10.000 en een paar miljard verschillende soorten eiwitten zijn.

Bronnen: Nature Methods, Science Alert, NCBI

Beeld: Caitlyn Monney

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE






Meer Nieuws