2,5 miljoen voor bionano-onderzoek Prof. Cees Dekker
Prof. Cees Dekker van de TU Delft heeft van de EU een zogenoemde ERC Advanced Grant van 2,5 miljoen euro toegewezen gekregen voor onderzoek op het snijvlak van biologie en nanotechnologie. Met het geld gaat hij het gedrag van bacteriën onderzoeken op speciaal gefabriceerde "nanolandschapjes", een soort extreem kleine Galápagos-eilandjes voor bacteriën. Daarnaast bestudeert hij het transport van DNA-moleculen door zeer kleine gaatjes (nanoporiën).
Baanbrekend
De ERC Advanced Grant is een prestigieuze subsidie van de European Research Council van de EU voor uitzonderlijke wetenschappers die een ambitieus en baanbrekend onderzoeksvoorstel doen. Prof. Cees Dekker gebruikt de toegekende 2,5 miljoen euro voor onderzoek op het gebied van bionanoscience, het snijvlak van biologie en nanotechnologie. 'We willen de kracht van nanofabricage, waar we aan de TU Delft heel goed in zijn, gebruiken om meer te weten te komen over grote biologische vraagstukken, zoals de precieze werking van de processen in de cel.'
Galápagos-eilandjes
In het eerste type onderzoek gaat Dekker kijken naar bacteriën. 'Nanofabricage-technieken stellen ons in staat om precies gedefinieerde landschappen te bouwen op een chip om de aanpassing en evolutie van bacteriën te bestuderen. We maken eigenlijk een soort Galápogos-eilandjes voor bacteriën. Sommige zullen daarbij oversteken naar een ander eilandje, andere weer niet. Door nu de omgevingsfactoren en de eigenschappen van de bacteriën te variëren, kun je meer inzicht krijgen in hoe bacteriën zich optimaal aanpassen. Heel direct kun je de evolutie in ruimte en tijd waarnemen.'
'Bijzonder interessant is dat bij dit onderzoek ook elementen uit de speltheorie komen kijken. Sommige bacteriën zijn bijvoorbeeld gericht op samenwerking, andere zijn 'bedriegers' die profiteren van het werk van soortgenoten. Ook die eigenschappen kunnen we sturen en gecontroleerd bestuderen.'
Exotisch
In de verbindingen tussen de eilanden bewegen bacteriën door nauwe kanalen. De bacteriën worden hierin helemaal platgedrukt en als ze uiteindelijk aan de andere kant uit het kanaaltje komen, hebben ze aanvankelijk allerlei wonderlijke vormen. Het onderzoek suggereert dat er in nauwe ruimtes veel meer bacteriën aanwezig kunnen zijn dan altijd werd gedacht, wat weer consequenties heeft voor bijvoorbeeld membraanfilters en medische apparatuur.
Bijzonder is dat de bacteriën in de kanalen met normale snelheden blijven groeien en delen. Dekker wil nu verder onderzoeken hoe celdeling werkt in deze exotische vormen van platte bacteriën.
Nanoporiën
Bij het onderzoek met nanoporiën (het andere gedeelte van het onderzoeksvoorstel) fabriceert Dekkers groep met elektronenbundels heel kleine gaatjes (van een paar nanometer) waar DNA-moleculen zich doorheen kunnen bewegen. Daarbij kunnen individuele DNA-moleculen worden gevolgd en gescreend. Op termijn is het zo wellicht mogelijk om, op een geheel nieuwe manier, de genetische code van DNA-moleculen gedetailleerd af te lezen en te zien welke genen 'aan' of 'uit' staan.
Poortwachters
Ten slotte gaat Dekker proberen om biologische poriën na te bouwen. Hij richt zich op de minuscule gaatjes die in het membraan van de celkern zitten. 'In die gaatjes zitten bepaalde eiwitten die functioneren als poortwachter voor de celkern. Zij bepalen welke moleculen er naar buiten mogen en welke naar binnen. Maar hoe ze dat precies doen is nog een raadsel. Door deze gaatjes na te bootsen en te coaten met deze poortwachter-eiwitten, hopen we meer over dit belangrijke mechanisme te weten te komen.'
Het onderzoek kan mogelijk leiden tot beter inzicht in sommige ziektes en in gentherapie.
Technische Universiteit Delft