Bij die zelfassemblage moeten moleculen zichzelf op de juiste manier zien te stapelen. Die juiste manier is dan degene met de laagste energietoestand. Het probleem is dat er ook wel eens eentje in de verkeerde stand op de stapel terecht komt. Die toestand is in principe metastabiel en het fout gestapelde molecuul heeft maar een klein tikje nodig om weer los te komen. Maar zo heel dynamisch is het stapelingsproces niet, dus de kans is groot dat het tikje uitblijft, de stapel verder aangroeit en de fout nooit meer wordt hersteld.

Het doet een beetje denken aan eiwitvouwing: dat proces gaat meestal ook niet automatisch goed en kan helemaal doodlopen door een klein foutje halverwege.

Peter Korevaar, een promovendus uit de groep van Bert Meijer, heeft nu een model gebouwd dat de kans voorspelt dat de zelfassemblage daadwerkelijk misgaat. Dit als functie van omgevingsparameters, zoals de temperatuur, de concentratie en de oplosmiddelkeuze.

Als modelsysteem koos hij moleculen waar hij in Eindhoven al langer mee experimenteert. Ze stapelen zichzelf in de vorm van een helix. In dit geval bevat de oplossing twee spiegelbeeldversies die bij voorkeur respectievelijk links- en rechtsdraaiende schroeven opleveren. Als de oplossing ongeveel evenveel exemplaren van elke variant bevat, dan zoekt soort soort en krijg je linkse en rechtse schroeven door elkaar. Maar is de concentratie van een van de twee heel veel hoger, dan gaat de bijbehorende schroefrichting overheersen en wordt de andere variant daar enigszins rammelend in ingebouwd.

Het model probeert nu te voorspellen onder welke combinaties van omstandigheden dat laatste niet gebeurt. De auteurs claimen dat die voorspellingen inderdaad redelijk kloppen.

In de huidige vorm dekt het model alleen deze helices. Maar het leidt wel tot vergroting van het begrip van dergelijke assemblageprocessen in het algemeen. Het moet mogelijk zijn om op basis van hetzelfde principe modellen te bouwen van veel complexere zelfassemblagesystemen. ‘Met het bouwen van een synthetische cel als stip aan de horizon’, aldus Korevaar in een persbericht.

bron: TU/e, PNAS