Delft (NL) – Opnieuw publiceren onderzoekers in de Delftse vakgroep van Cees Dekker een spraakmakend artikel in Nature. Ditmaal beschrijven ze hoe ze een koolstofnanobuis hebben vastgemaakt aan DNA.


Keith Williams gebruikte een synthetische dubbelganger van DNA om aan een DNA-streng een nanobuis te koppelen. “Deze vinding koppelt de beste eigenschappen van twee werelden: DNA heeft ongeëvenaarde biologische bouweigenschappen en het nanobuisje unieke mechanische en elektrische eigenschappen”. De nieuwe bio-nano-hybride opent de weg naar het bouwen van bijvoorbeeld moleculaire elektronica en ultragevoelige biosensoren. Mogelijk kunnen de Delfte onderzoekers nu ook eiwitten via het DNA aan nanobuizen kunnen koppelen. “Als dat eiwit een ladingsverandering ondergaat kan een elektrisch signaal worden opgepikt door het nanobuisje”, legt Williams uit. Zo'n eiwit kan dan, als een ultragevoelige sensor, een signaal geven als het op één molecuul reageert.

Al eerder was duidelijk dat nanobuizen geschikt zijn voor minuscule elektronische schakelingen. De nieuwe vinding opent de weg naar transistoren die elkaar herkennen, dankzij de genetische code die ze met zich meedragen, en zichzelf organiseren in een elektrisch circuit.

Een model toont hoe synthetisch DNA vastzit aan een nanobuis.

Voor de synthese van de bio-nano-hybride lieten de natuurkundigen zich inspireren door de binding van twee DNA-strengen aan elkaar. Er zitten vier typen basen in het DNA, die paarsgewijs (cytosine met guanine en adenine met thymine) via waterstofbruggen aan elkaar kunnen binden. Deze koppelingsmethode is ook geschikt om twee DNA-draadjes aan elkaar te plakken. Dat geldt ook voor het namaak-DNA, dat PNA wordt genoemd (peptide nucleic acid). Een aan een nanobuis gekoppelde streng PNA zorgde ervoor dat het buisje aan een DNA-streng kon plakken.

“Het is bijna onmogelijk om nu al in te zien wat de full scope is van deze vinding”, vervolgt Williams enthousiast. “Wat voor mij ook erg interessant is, is de koppeling van biotechnologie en nanotechnologie. Een koppeling met naar mijn mening nog veel verborgen schatten”.

Erick Vermeulen