8 mei 2013: Mirjam Leunissen
Bouwen met DNA


Bouwen met DNA

In den beginne, laten we zeggen zo’n 3,7 miljard jaar geleden, ontstond ergens op aarde het eerste zelfkopiërende molecuul, misschien in een warm poeltje, zoals Darwin veronderstelde, of misschien bij een zogenoemde onderzeese hydrothermale schoorsteen, zoals tegenwoordig ook wel wordt gedacht. Of het een DNA-molecuul was, of RNA (een variant op DNA), of nog iets anders, daarover zijn de geleerden het niet eens, maar het was wel de oudste gemeenschappelijke voorouder van al het leven op aarde.

Fast forward naar 2013: een verre nazaat van die eerste replicator is dr. Mirjam Leunissen, natuurkundige in dienst van het FOM-instituut voor atoom- en molecuulfysica (AMOLF) in Amsterdam. Zij komt in het Science Café vertellen over haar onderzoek naar de mogelijkheden om te bouwen met DNA.

Deze drager van de erfelijke informatie in onze lichaamscellen is tegenwoordig gewoon op internet te koop. De bekende wenteltrap-vorm van DNA bestaat uit twee strengen die om elkaar heen draaien en die opgebouwd zijn uit vier basisbouwstenen, aangeduid met A, C, G & T. Op het web tik je de gewenste lettervolgorde in en een week later ligt het in je brievenbus!

Een blauwdruk van het leven is het niet – daarvoor zijn de stukjes synthetisch DNA veel te kort – maar het is wel een veelzijdig bouwmateriaal voor allerlei structuren op nanoschaal. Plak je bijvoorbeeld een van de strengen op een deeltje van enkele tientallen nanometers groot, dan vindt het vanzelf zijn partnerdeeltje met de bijpassende tweede streng. Deze DNA ‘nano-lijm’ stuurt zo een spontane organisatie van kleine eenheden tot grotere, nuttige structuren, bijvoorbeeld van metaaldeeltjes met speciale magnetische eigenschappen.

Iets langere DNA-strengen kunnen zich ook als een soort nano-origami spontaan opvouwen tot fascinerende vormen, van kubussen tot tandwielen. En in haar huidige onderzoek gebruikt Mirjam synthetisch DNA om beheersbare modellen te maken van biologische bindingen en zo de natuurkundige principes achter ogenschijnlijk vanzelfsprekende processen (zoals zelf-organisatie, celherkenning, et cetera) te ontrafelen – DNA als een nieuw, abstracter soort blauwdruk van het leven dus!

Dit bijzonder boeiende onderwerp lijkt een garantie voor een fascinerende avond. Na de lezing zal James van Lidt de Jeude (zelf ook gebouwd met DNA, zij het niet van internet) de discussie op zijn eigen onnavolgbare wijze leiden. De avond wordt muzikaal omlijst door Mariska Petrovic & the Fat Bastards.

Tekst Peter van Diest, illustratieontwerp Marc Polman