Wetenschappers bouwen stukjes dna om tot molecuulsorteerders

Traag zijn ze nog wel, maar deze minuscule dna-robots met grijphandjes kunnen straks veel betekenen voor de medische wereld.

Een visualisatie van de dna-robot aan het werk.Beeld Science

Het is weer eens wat anders dan een robot van ijzer en kunststof. Wetenschappers zijn erin geslaagd stukjes dna om te bouwen tot een soort wandelende takken die moleculen kunnen sorteren. Een opmaat naar een verre toekomst waarin zulke microscopische dna-robots bepaalde ziektes in de cel kunnen rechtzetten, denken de onderzoekers.

Aan het Californische instituut voor technologie Caltech liet het team van biotechnoloog Lulu Qian de dna-robotjes rondwandelen over een soort spijkerbed van 60 bij 60 nanometer - zo klein dat er op de zijkant van een vel papier tweeduizend naast elkaar zouden passen. De dna-robots hebben pootjes waarmee ze zich hechten aan de spijkers, en een soort grijparm waarmee ze andere stukken dna kunnen optillen en weer neerzetten.

Vracht sorteren

In een etmaal tijd slaagden de robots erin om zes van die stukjes dna te sorteren op kleur: de stukjes dna met een roze fluorescerend molecuul eraan naar de ene kant, het dna met een geel molecuul eraan naar de andere kant. 'Een geavanceerde nanomechanische taak: vracht sorteren', aldus Qian in een toelichting.

Een duidelijke toepassing is er nog niet, benadrukt ze. 'Ons lab richt zich op de ontwerpprincipes achter de ontwikkeling van algemeen inzetbare dna-robots.' Maar voor de lange termijn mijmert Qian onder meer over dna-robots die elektronische circuits versterken, medicijnen bezorgen in het lichaam of zelfs samen met hersencellen berekeningen uitvoeren, als een soort levende computer. Het voordeel van dna is dat wetenschappers inmiddels veel ervaring hebben in het ermee omgaan, en dat het 'programmeerbaar' is. Het erfelijkheidsmolecuul werkt met een simpele 'programmeertaal' die bestaat uit vier letters, in werkelijkheid chemische uitsteeksels aan de dna-sliert.

Simpele principes

'Een slim idee, en een mooi voorbeeld van hoe makkelijk en modulair en programmeerbaar dna is als molecuul', reageert Maarten Merkx, hoogleraar eiwitengineering aan de TU Eindhoven. 'De boodschap is dat je met simpele principes toch een taak voor elkaar kunt krijgen.' De dna-robots van Qian mogen dan tergend traag zijn, 'ze hebben als voordeel dat ze compatibel zijn met de biologie', zeg Merkx. 'Dat maakt ze in theorie geschikt voor bijvoorbeeld diagnostiek of geneeskundige toepassingen.' De volgende stap is om dna-robots zoals die van Qian eiwitten of zelfs hele cellen heen en weer te laten slepen, denkt hij.

De gereedschapskist van de dna-bouwer raakt de afgelopen jaren steeds voller, met allerlei van dna gemaakte tangetjes, doosjes, scharniertjes, touwtjes en zelfs kleine motortjes. Ook het spijkerbed van Qian, ondergrond van haar robots, is gemaakt van dna, door slierten dna als een soort origami in elkaar te vlechten. En nu zijn er dus wandelrobots met grijphandjes.

'Dit is de eerste keer dat een groep dna-robots in staat is om collectief een vooraf vastgestelde taak te verrichten', oordeelt de Amerikaanse expert John Reif in een commentaar bij de studie, in vakblad Science.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden