Kunstcel bootst spierspanning na
Een robotje kun je het nauwelijks noemen, maar het is wel in staat dingen te doen die levende cellen ook doen. Dit 'systeem' dat er uitziet als een paar draadjes met wat verbindingsstukjes en dat gebruik maakt van slechts een paar van de componenten van veel complexere cellulaire netwerken slaagt er toch maar in het soort interne krachten te genereren die verantwoordelijk zijn voor - bijvoorbeeld - het kruipen van een cel. Natuurkundigen van de Vrije Universiteit Amsterdam, de Stichting FOM en de Georg-August-Universität in Göttingen hebben dit voor elkaar gekregen. Ze publiceren erover op 19 januari 2007 in het wetenschappelijke tijdschrift Science.
Net zoals ons lichaam voor zijn mechanische integriteit en soliditeit afhankelijk is van botten en beenderen, zo wordt ook iedere cel in ons lichaam mechanisch beheerst door een skelet van stijve eiwitten – het zogenoemde cytoskelet. Bovendien wordt, net zoals onze botten weer worden bewogen en ondersteund door spieren, het cytoskelet geactiveerd en beheerd door kleine 'moleculaire motortjes', die als het ware kleine, kracht voortbrengende machientjes zijn.
De onderzoekers hebben een synthetisch model van dit actieve cytoskelet gemaakt, dat spierachtige samentrekkingen vertoont, zoals naar men aanneemt ook voorkomt in de meeste levende cellen. Ze kunnen zelfs laten zien hoe deze samentrekkende activiteit het cytoskelet 100 keer zo stijf kan maken, aldus een adaptief/actief materiaal tonend, dat zijn mechanische eigenschappen kan afstemmen.
Dit onderzoek kan leiden tot nieuwe inzichten en nieuwe ontwerpprincipes voor slimme/adaptieve materialen. Het laat ook zien hoe een opmerkelijk simpel systeem, met slechts drie componenten, een bepaalde activiteit in veel en veel complexere, levende cellen kan nabootsen.
Voor meer informatie kan men contact opnemen met prof.dr. Fred MacKintosh, telefoon (020) 598 78 57.
Het artikel is getiteld 'Non equilibrium mechanics of active cytoskeletal networks'. Het verschijnt op 19 januari 2007 in Science. De auteurs zijn Daisuke Mizuno, Catherine Tardin, Christoph Schmidt en Fred MacKintosh.
Het onderzoek is deel van het FOM-onderzoeksprogramma 'Material properties of biological assemblies'.