Het klinkt als sciencefiction, maar het is echt gelukt: wetenschappers hebben een wandelende machine gebouwd die volledig uit eiwitten bestaat. Het minuscule apparaatje, gedoopt "Tumbleweed", zet nette stapjes langs een spoor van DNA, en dat op een schaal die met het blote oog volstrekt onzichtbaar is.
Lopen op moleculaire schaal
De machine beweegt in stappen van ongeveer 16 nanometer, een fractie van de dikte van een mensenhaar. In plaats van volledig nieuwe eiwitten te ontwerpen, wat extreem ingewikkeld is, combineerden de onderzoekers bestaande eiwitcomponenten tot iets nieuws. Het resultaat is een constructie met meerdere "benen", elk met een "voet" die zich aan het DNA kan vastgrijpen.
Sturen met stofjes
Het slimme zit in de aansturing. De voeten grijpen het DNA alleen vast als bepaalde hulpstoffen in de buurt zijn. Door de aanwezigheid van die stofjes te regelen, kunnen de onderzoekers precies bepalen wanneer en in welke richting de machine een stap zet. Daarmee is het de eerste kunstmatige eiwitmotor die je kunt programmeren, het resultaat van jarenlang onderzoek naar dit soort moleculaire beweging.
Nog geen wonderapparaat
Volmaakt is Tumbleweed nog niet. Het molecuul legt maar een korte afstand af voordat het loslaat, beweegt traag en zet met enige regelmaat een misstap. Toch verandert dat weinig aan de betekenis van de doorbraak: het is het bewijs dat je bestaande eiwitten als bouwstenen kunt gebruiken om een functionerende, zelf voortbewegende machine te maken.
Wat het kan opleveren
De verwachtingen reiken ver. Onderzoekers zien dit soort nanomachines als voorlopers van systemen die ooit medicijnen gericht naar zieke cellen zouden kunnen brengen, zonder gezond weefsel te raken. Ook wordt gedacht aan toepassingen in energiezuinige vormen van rekenen. Voorlopig is Tumbleweed vooral een principe dat werkt, maar juist zulke eerste stapjes, hoe traag ook, wijzen de weg naar wat er in de toekomst mogelijk kan zijn.
