Synthetisch DNA bootst intern transportsysteem cel na

Uit 21 verschillende DNA-fragmenten hebben onderzoekers van Harvard en New York University een systeem opgebouwd dat de werking van motoreiwitten in cellen enigszins nabootst. Het is de eerste creatie in zijn soort die volledig automatisch werkt zonder dat je het bij elke stap een zetje hoeft te geven, zo melden ze in Science.

Het systeem heeft de vorm van een tweebenige ‘loper’ van enkelstrengs DNA op een 49 nanometer lange ‘spoorbaan’ waar verschillende andere DNA-ketens uit steken. Bovendien komen er nog twee ‘fuel strands’ aan te pas die los rondzweven.

De verschillende sequenties zijn op een uitgekiende manier complementair, en kunnen onderling op verschillende manieren combineren. Zes van de 21 kunnen bovendien zichzelf opvouwen tot een metastabiele lus. Al die combinaties zijn evenwichtsreacties, maar er zit een zekere asymmetrie in het hele systeem waardoor de optelsom van al die evenwichten een reactie oplevert die letterlijk naar rechts afloopt. De loper beweegt puur dankzij de Brownse beweging, maar naarmate hij van links naar rechts beweegt wordt de bindingsenergie tussen de ‘poten’ en de componenten van het spoor steeds groter. Bovendien zit het zo in elkaar dat het vasthechten van de rechterpoot aan het spoor het loslaten van de linkerpoot katalyseert.

Hoe het precies werkt is niet in een paar woorden uit te leggen. Een videofilmpje maakt het een klein beetje duidelijker.

Nadeel is wel dat het maar één keer lukt omdat enkele componenten van het spoor tijdens de reactie worden gesloopt. Een echt natuurgetrouwe weergave van kinesine-eiwitten in een cel is dit dus nog niet. Maar in de zoektocht daarnaar is het wél een flinke stap voorwaarts.

bron: New York University