8 mei 2013: Mirjam Leunissen
Bouwen met DNA


Bouwen met DNA

Als je 8 mei naar het Science Café kwam voor de lezing getiteld “Bouwen met DNA”, en je had het idee dat je wel het een en ander over DNA wist, dan kwam je bedrogen uit. Meteen in het begin had je het eigenlijk al kunnen weten, toen de spreker Mirjam Leunissen, natuurkundige in dienst van het FOM-Instituut voor Atoom- en Molecuulfysica (AMOLF) in Amsterdam, zei dat je alles wat je wist over DNA moest vergeten. Want ze ging het niet hebben over DNA als drager van de erfelijkheid in de biologie, maar over DNA als constructiemateriaal.

Toch begon ze met een (versneld) filmpje van de ontwikkeling van een zebravis-embryo, maar alleen om te laten zien dat een dergelijke ontwikkeling een voorbeeld is van een zelforganiserend systeem. De principes die daaraan ten grondslag liggen kun je, als je ze begrijpt, gebruiken in het lab om allerlei dingen vanzelf te laten ontstaan. Je gooit gewoon de juiste basisbouwstenen bij elkaar en de zelforganiserende principes doen de rest.

Maar zo simpel is het natuurlijk niet. Want, zo vroeg Mirjam, hoe bepaal je de uitkomst van dit proces? Hoe zorg je ervoor dat de bouwstenen op de juiste manier in het geheel terecht komen? Dat is waar DNA ten tonele verschijnt. Want je kunt kleine stukjes DNA hechten aan grotere structuren. En aangezien DNA bestaat uit een soort lettervolgorde, waarbij  complementaire volgordes spontaan aan elkaar binden, werkt het als een soort lijm. Toen Mirjam vertelde dat DNA aan het oppervlak van bijvoorbeeld een microscopisch klein opaalbolletje eruit ziet als een stoppelbaardje, wreef menig mannelijke bezoeker zich onwillekeurig over zijn kin.

Maar met DNA als lijm ben je er nog niet. Want hoe voorkom je ongewenste structuren? En hoe zorg je überhaupt voor de juiste structuur? Mirjams antwoord: met nietjes en origami. Door kleine stukjes DNA te gebruiken als een soort hechtingen kun je een lange streng DNA opvouwen tot een van tevoren bepaalde vorm. En wat drie en een half miljard jaar evolutie nooit is gelukt is nu mogelijk in het lab: een smiley van DNA. En daar houdt het niet op, want Mirjam liet zien dat de mogelijkheden schier eindeloos zijn. Het affiche van het Science Café voor deze lezing zat er niet ver naast, want door bijna letterlijk legoblokjes van DNA te maken kun je vervolgens van alles construeren. Van doosjes die een medicijn op de juiste plek in het lichaam kunnen afleveren tot zelfinstallerende nano-electronica, we vielen van de ene verbazing in de andere.

Dat de lezing aan het denken zette bleek wel uit de vragen na de pauze, waarmee het publiek het onderwerp van diverse kanten benaderde. Van chaostheorie en alternatieve polymeren, medische toepassingen en industriële belangen, tot risico’s en entropie, vele aspecten kwamen aan bod. Het laatstgenoemde, entropie, is een onderwerp dat Mirjam gehoopt had te kunnen vermijden, maar toen gespreksleider James van Lidth de Jeude het toch noemde gaf ze een zeer verhelderend verhaal waarover James zei dat hij het nog nooit zo goed had horen uitleggen.

Hoewel er minder publiek was dan gebruikelijk, was het toch een avondje wetenschap op het scherpst van de snede, met een spreker die met zichtbaar gemak een moeilijk onderwerp over het voetlicht bracht. De gevarieerde muzikale klanken van Mariska Petrovic & The Fat Bastards maakten het geheel compleet.

Tekst Peter van Diest, fotografie Huub Eggen.

(Zie ook de aankondiging van deze lezing.)

-/-

Voor wie nog dieper in het onderwerp wil duiken heeft Mirjam het Science Café de volgende links gestuurd:

Wetenschappelijke artikelen over DNA als bouwmateriaal:
En voor deze wordt een kleine bijdrage gevraagd: