Afstandsbediening voor wormpjes op laserlicht

Rondwormen kunnen, net als radiografisch bestuurbare auto’s, op afstand worden bediend – maar dan met laserstralen. Door de juiste zenuwcellen met een laser te raken, kun je een rondworm rondjes laten draaien, of vooruit of achteruit laten gaan. Een kronkelde worm die met een laser wordt bestraald, verandert vrijwel onmiddellijk van richting. Met een goed geplaatste laserstraal is het zelfs mogelijk het wormpje een ei te laten leggen. Amerikaanse onderzoekers beschrijven de nieuwe techniek in Nature Methods van 16 januari.

De kleine rondwormpjes (Caenorhabditis elegans) zijn de perfecte proefdieren voor dit experiment: ze hebben slechts 302 zenuwcellen, zijn volledig transparant en gemakkelijk genetisch te manipuleren. De wormpjes zijn niet van nature gevoelig voor lasers: de onderzoekers hebben eerst een gen in het DNA van de rondworm ingebracht dat een eiwit produceert dat gevoelig is voor blauw licht. Met een precies gemikte blauwe laserstraal konden de onderzoekers vervolgens één zenuwcel activeren. Die geeft dan een signaal af waardoor een spier zich samentrekt of juist ontspant.

Levende wormen zitten niet stil, dus het vereist heel wat techniek om een laserstraal op één specifieke cel van een bewegende worm te stralen. Een camera en beeldherkenningssoftware waren nodig om de wormpjes en hun cellen razendsnel te herkennen. Daarna werd binnen 5 milliseconden de laserstraal afgevuurd. De lichtbundel raakt zijn doel tot op 30 micrometer (0,03 millimeter) nauwkeurig.

De onderzoekers hopen met hun nieuwe techniek de functie van alle 302 zenuwcellen in de rondworm te achterhalen. De twee neuronen die het wormpje een ei laten leggen, hebben ze al ontdekt. De methode zou ook in andere transparante dieren kunnen worden gebruikt, zoals in zebravisjes en fruitvlieglarven.