Nature presenteert deze week de kleinste plastic moleculenbouwdoos ter wereld. Hij bestaat uit kraaltjes van 500 tot 900 nanometer diameter die je met DNA-oligomeren aan elkaar kunt plakken, meldt het omslagarikel.

De grootste prestatie daarbij is dat de kraaltjes zijn voorzien van 1 tot 7 plakplekken, precies op de plaatsen waar je bij échte atomen de elektronen-orbitalen naar buiten ziet steken. Zo kun je dus lineaire, tetraëdrische of octaëdrische structuren maken die net echt zijn.

Yufeng Wang, David Pine en collega’s van New York University kregen het voor elkaar door uit te gaan van nanobolletjes van geamidineerd en gecrosslinkt polystyreen. Ze laten een paar van die bolletjes aan elkaar klonteren: 4 stuks vormen bijvoobeeld een tetraëdertje. Vervolgens voegen ze een beetje styreenmonomeer toe, dat de ruimte tussen de bolletjes opvult en het geheel dusdanig laat zwellen dat de buitenkant glad wordt getrokken. Tot slot laten ze rdat extra styreen ook polymeriseren.

Zo krijg je dus grotere bolletjes met een oppervlak dat voor het grootste deel bestaat uit puur, ongeamidineerd, chemisch tamelijk inert polystyreen. Behalve op plaatsen waar het geamidineerde oppervlak van de oorspronkelijke bolletjes er nog bovenuit steekt. Hoe meer monomeer je er bij doet, hoe kleiner die plekjes worden.

Voeg je vervolgens biotine toe, dan hecht dat alleen aan de geamindineerde plekjes.

Aan dat biotine kun je vervolgens weer enkelstrengs DNA-fragmentjes zetten. En daarmee kun je weer 2 bolletjes aan elkaar lijmen, waarbij de basenvolgorde van het DNA bepaalt welke bolletjes aan elkaar blijven hangen en welke niet. Pak je het slim aan, dan kun je een groot aantal verschillend ge-DNA-de bolletjes door elkaar roeren en krijg je vanzelf het uitvergrote imitatiemolecuul dat je wilde hebben.

Een andere variant is om de geamidineerde oppervlakken wat groter te maken, zodat de aanhechtende bolletjes niet per se precies in het midden van die plek terecht komen. Zo kun je volgens de auteurs iets maken dat op cis/transconfiguraties lijkt.

De onderzoekers vermoeden dat er wel toepassingen voor dit soort colloïdale nepmolecuulconstructies te bedenken moeten zijn, maar ze laten het aan de lezers over om die te bedenken.

bron: Nature