Forestil dig, at du har to flasker af den samme type madolie, som du blander i en skål. Så snart de to olier er puttet ned i skålen, vil det være umuligt at finde ud af, hvilken flaske hver enkelt oliedråbe oprindeligt kom fra.
Men nu har nanoforskere fra Syddansk Universitet (SDU) fundet en metode, som gør det muligt at sætte en »stregkode« på hver enkelt lillebitte oliedråbe.
På den måde kan forskerne identificere oliedråberne og bestemme præcist, hvordan hver enkelt dråbe skal binde sig sammen med de andre dråber i skålen.
»Vi bruger DNA som en form for stregkode, som vi sætter på hver enkelt oliedråbe. Oliedråberne er så små, at man ikke kan se dem med det blotte øje, men med hjælp fra DNA’et er vi i stand til at kontrollere, hvordan de skal samle sig, når vi blander dem,« forklarer Martin Hanczyc som er lektor ved Institut for Fysik, Kemi og Farmaci ved SDU.
Han er en af forskerne bag den nye undersøgelse, som netop er blevet publiceret i det videnskabelige tidsskrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
DNA samler sig af sig selv
De fleste kender DNA som arvematerialet i mennesker, dyr og planter, men blandt nanoforskere er DNA også kendt for sine egenskaber som byggemateriale. Så sent som i sidste uge var forsiden af det videnskabelige tidsskrift Science prydet med et billede af bittesmå nanofigurer, som forestillede dødningehoveder, hjerter, rumskibe og meget andet.
De små nanofigurer var udelukkende opbygget af DNA, hvorimod forskerne i den nye danske undersøgelse har brugt DNA som en slags lim imellem deres oliedråber. Ifølge Martin Hanczyc kan man også sammenligne oliedråberne i den danske undersøgelse med legoklodser. Dermed fungerer DNA’et som dupperne/hullerne på legoklodserne – de sørger altså for, at legoklodserne samler sig på den rigtige måde.
\ Fakta
DNA og oliedråber Danske forskere har udviklet en ny metode, som gør dem i stand til at kontrollere, hvordan bittesmå oliedråber binder sig til hinanden. Som ”lim” mellem oliedråberne bruger forskerne små stykker DNA – arvematerialet hos mennesker, dyr og planter. De små stykker DNA indeholder koder, og det er disse koder, som afgør, hvilke dråber der binder sig til hinanden. Når forskerne blander de DNA-mærkede dråber sammen, samler dråberne sig automatisk efter de mønstre, som forskerne har programmeret dem til at følge. Processen er reversibel – det vil sige, at forskerne også kan få dråberne til at skille sig ad igen. Kilde: Martin Hanczyc.
»Vi kan for eksempel lave en regel om, at de røde legoklodser kun sætter sig sammen med de grønne, mens de gule klodser kun samler sig med de blå. Hvis vi har en hel masse legoklodser i en kasse, kan vi lukke låget og ryste den. Når vi åbner låget, vil vi sige ‘wow’ – klodserne har samlet sig på den rigtige måde af sig selv,« siger Martin Hanczyc.
DNA kan genbruges
På samme måde kan forskerne få de bittesmå oliedråber til at samle sig efter bestemte mønstre – mønstre, som altså bliver bestemt af koden i de små stykker DNA, som hver enkelt dråbe er blevet tildelt.
Når forskerne har fået de små »usynlige« dråber til at binde sig sammen i laboratoriet, er dråberne tilsammen blevet så store, at de kan ses med det blotte øje.
»Det smarte er, at hele processen er reversibel. Hvis vi for eksempel ændrer på temperaturen, kan vi få alle dråberne til at dele sig igen, og herefter kan vi genbruge både DNA’et og dråberne,« siger Martin Hanczyc.
Opdagelsen kan blive hjælp til ny medicin
Men hvad nytte gør det overhovedet, at forskerne nu er i stand til at kontrollere, hvordan små oliedråber binder sig til hinanden? Ifølge Martin Hanczyc har den nye metode en række forskellige anvendelsesmuligheder for kemikere, nanoteknoger og medicinske forskere.
Han mener for eksempel, at man i fremtiden vil kunne bruge metoden til at opbygge intelligent medicin, som kan genkende kroppens sygdomsceller. På den måde kan medicinen eksempelvis gå direkte efter at dræbe kræftceller og gå uden om kroppens raske celler.
»Meget af den medicin, som vi bruger i dag, er ikke opløseligt i vand, men kun i olie. Derfor er det i medicinsk sammenhæng en fordel, at vi nu er i stand til at kontrollere olie,« siger Martin Hanczyc og tilføjer:
»Man kunne for eksempel forestille sig, at man brugte metoden fra vores undersøgelse til at opbygge en pille med tre forskellige rum. Det ene rum kunne indeholde selve medicinen, mens det andet rum indeholdt et system, som kunne genkende en bestemt type sygdomsceller. I det sidste rum kunne sidde et system, som aktiverer det hele, sådan at medicinen udløses på det rigtige tidspunkt,« siger Martin Hanczyc.
Nyt redskab for kemikere og nanoteknologer
På Aarhus Universitet forsker professor Jørgen Kjems inden for samme område som Martin Hanczyc. Han har ikke været en del af den nye undersøgelse, men han bekræfter, at den nye metode vil kunne være gavnlig, når der skal udvikles ny medicin og nye metoder til at opspore og diagnosticere sygdomme.
»For folk på gaden kan det måske være svært at forstå nytten af sådan en undersøgelse. Men for kemikeren og nanoteknologen er det et vigtigt nyt redskab,« siger Jørgen Kjems fra iNANO centeret på Aarhus Universitet.
Relevant for dansk forskning
Han tilføjer dog, at metoden ikke er fuldstændig nyskabende, idet der allerede findes flere lignende redskaber inden for nanoteknologien.
»Men i Danmark forskes der en del inden for det her område, og derfor har undersøgelsen stor relevans for dansk forskning,« siger Jørgen Kjems.
I midten af november 2012 åbnede et nyt dansk, forskningscenter, som netop beskæftiger sig med at sammenkoble DNA, fedtstoffer og sukker på nanoskala.
Centret, som hedder BioNEC (Biomolecular Nanoscale Engineering Center), er et samarbejde mellem Aarhus Universitet, Københavns Universitet og Syddansk Universitet. Forskningscentret har fået tildelt 30 millioner kroner til at videreudvikle byggeriet med DNA, fedtstoffer og andre byggesten i nanoteknologiens lilleputverden.
