Breng korte koolstofnanobuisjes in contact met een celmembraan en ze prikken er vanzelf doorheen als simpel namaak-ionkanaal. Zet er nog wat functionele groepen aan en je kunt er hele leuke dingen mee doen, mede omdat ze vele malen stabieler zijn dan een écht kanaaleiwit. Je kunt bijvoorbeeld denken aan sensoren en aan selectief transport van medicijnen door zo’n celwand, suggereren Californische en Baskische onderzoekers in Nature.

Dat zulke buisjes een lipide bilaag kunnen doorboren was al eerder waargenomen, maar het is waarschijnlijk voor het eerst dat er daadwerkelijk metingen aan zijn verricht.

De onderzoekers gebruikten er een standaardkwaliteit enkelwandige nanobuisjes voor, die ze voorzagen van een coating van lipiden en vervolgens in een ultrasoonbad opbraken tot lengtes die ongeveer overeenkwamen met de dikte van een celmembraan. In die vorm blijken de buisjes vanzelf te worden opgenomen door zo’n celwand, of door een kleiner kunstmatig liposoom met dezelfde wandstructuur. Met een transmissie-elektronenmicroscoop kon worden vastgesteld dat ze er vrijwel loodrecht doorheen gaan.

De buisjes blijken dan water en diverse kleine ionen door te laten, en zelfs een DNA-streng. Uiteraard zijn ze lang niet zo selectief als een zorgvuldig geëvolueerd kanaaleiwit, maar de doorlaatbaarheid voor ionen blijkt wel degelijk te worden beïnvloed door omgevingsomstandigheden. Echt goed begrijpen doen de auteurs het nog niet maar ze suggereren dat het buisje aan één uiteinde net niet helemaal door het membraan heen steekt en dat de hydrofiele koppen van de lipiden er omheen het ionentransport dan in de weg zitten.

Ze denken dat je de selectiviteit voor bepaalde ionen sterk moet kunnen verhogen door bepaalde functionele groepen rond zo’n uiteinde te monteren. De mogelijkheid om de buisjes zelf selectief te laten opnemen in bepaalde celtypes, vermelden ze niet in het artikel zelf maar wel in het begeleidende persbericht.

En als er DNA doorheen gaat moet je zo’n koolstofkanaal ook in een sequenser kunnen gebruiken, nietwaar?

bron: Lawrence Livermore National Laboratory, Nature