Worm aan- en uitgeschakeld

Canadese onderzoekers hebben wormen ‘uitgezet’ met behulp van een moleculaire schakelaar en uv-licht. De worm werd blauw en raakte geheel verlamd. Met gewoon licht konden de wetenschappers de wormen weer ‘aanzetten’, schrijven ze in het Journal of the American Chemical Society (25 november).

Moleculaire schakelaars zijn erg in opkomst in de materiaaltechnologie. Het is bijvoorbeeld de bedoeling om er nog kleinere elektronica voor computers mee te maken, of om er selectief kankercellen mee uit te schakelen. Die laatste, medische toepassingen zijn wel lastig, omdat het molecuul in kwestie binnenin het organisme nog moet werken en geen schadelijke bijwerkingen mag hebben.

Het nieuwe onderzoek is daar een belangrijke stap in: het is voor het eerst dat de werking van een moleculaire schakelaar in een levend dier is aangetoond, schrijven de Canadezen. Ze voerden de doorzichtige rondworm C. elegans een bepaalde chemische stof, een zogeheten dithienyletheenverbinding. Het was al bekend dat deze verbindingen lichtgevoelig zijn: de structuur van zo’n molecuul verandert onder invloed van licht van een bepaalde golflengte.

Onder invloed van uv-licht gaan twee zwavelatomen in het dithienyletheenmolecuul een binding met elkaar aan; het molecuul wordt dan blauw. Zichtbaar licht verbreekt de binding weer en maakt het molecuul weer kleurloos. Die kleurloze vorm lost op in water, dat de onderzoekers aan de wormen gaven. Ze bestraalden die vervolgens met uv-straling. Omdat het molecuul daardoor blauw wordt en de worm doorzichtig is, werden de wormen ook blauw.

Een probleem is wel dat de worm verlamd raakt – de onderzoekers weten nog niet waardoor. Ze denken dat de blauwe vorm van de gebruikte verbinding elektronen aantrekt en zo belangrijke celprocessen verstoort die de worm normaal gesproken van energie voorzien. Ze gaan de oorzaak van de verlamming nog verder onderzoeken. Die verdwijnt trouwens weer als het molecuul naar de kleurloze vorm wordt omgezet.

De BBC noemde het onderzoek de eerste praktijkdemonstratie van een ‘phaser’: het beroemde verdedigingswapen uit Star Trek.