DNA-robot loopt een tiende micrometer en transporteert goud

Met behulp van van DNA-moleculen zijn nanorobots in staat een vooraf gedefinieerd parcours te volgen en daarbij zelfs nanodeeltjes te transporteren en af te leveren. Experimenten van twee onderzoeksgroepen laten zien dat futuristische scenario’s over nanomachines die elektronische schakelingen molecuul voor molecuul opbouwen of problemen in het menselijk lichaam verhelpen niet meer geheel science fiction zijn (Nature, 13 mei).

DNA bestaat uit twee complementaire ketens. Ze zijn opgebouwd uit vier verschillende nucleotiden (aangegeven met de letters A, T, G en C). A zit altijd gebonden aan T in de complementaire keten, en G bevindt zich tegenover C. Elke ‘ongepaarde’ DNA-keten weet feilloos zijn complementaire partner uit een zee van DNA-strengen te vinden. Dat is waar de DNA-robots gebruik van maken. De DNA-robot van Milan Stojanovic en zijn collega’s van vier verschillende Amerikaanse universiteiten bestaat uit een eiwitlichaam, met daaraan een aantal poten bestaande uit een combinatie van een stuk DNA met een enzym. Ze bewegen zich voort over een DNA-oppervlak. Het DNA in de poten ‘herkent’ een bepaalde volgorde op dat oppervlak en bindt zich daaraan. Vervolgens komt het enzym in actie en knipt het DNA op het oppervlak in stukken. Hierdoor wordt de poot minder goed gebonden, schiet los en gaat op zoek naar een nieuwe complementaire partner. Door het oppervlak op de juiste plekken van complementair DNA te voorzien kan de machine een geplande route afleggen. Vijftig stappen ver, een afstand van een tiende micrometer, kan deze DNA-robot nu lopen.

De Chinees-Amerikaanse groep van Nadrian Seeman van de universiteiten van New York en Nanjing wist ook nog een soort grijphand op het eiwitlichaam te zetten, die in een laad- en losstation gouddeeltjes kan opnemen of afstaan. Zo ontstaan een nano-lopende band waarop DNA-robots een transportfunctie vervullen. Rob van den Berg