Ingenieurs die kunstmatige cellen ontwikkelen hebben een betrouwbare manier nodig om op commando mechanische kracht te genereren. Biologische ciliaten gebruiken korte calciumpulsen voor snelle samentrekkingen, terwijl ATP later wordt gebruikt om calcium weer op te slaan. Onderzoekers hebben dit principe aangepast om kunstmatige eiwitnetwerken zonder ATP-gedreven motoren te besturen.
In het onderzoek produceerden en zuiverden ze Tetrahymena thermophila calcium-bindend eiwit 2 (Tcb2). In het laboratorium vormt dit eiwit een vezelig netwerk dat samentrekt bij blootstelling aan calcium. De wetenschappers gebruikten een lichtgevoelige calciumchelator, een 'cage'-molecuul, om te bepalen waar en wanneer calcium vrijkomt. Door lichtpatronen te projecteren, onder meer in vormen als sterren en cirkels, lieten ze het netwerk in overeenkomende patronen samentrekken. Met gepulseerde belichting voerden ze herhaalde cycli uit; het netwerk kon ook microscopische deeltjes verplaatsen.
Daarnaast ontwikkelden ze een computermodel met simulaties en reinforcement learning om lichtpatronen te ontwerpen die het netwerk laten duwen of trekken.
Moeilijke woorden
- calciumpuls — korte stijging van calcium in een celcalciumpulsen
- samentrekking — het korter of strakker worden van materiaalsamentrekkingen
- eiwitnetwerk — een netwerk opgebouwd uit verschillende eiwitteneiwitnetwerken
- calciumchelator — molecuul dat calciumionen tijdelijk bindt
- belichting — blootstelling aan licht in een experiment
- ciliaat — een eencellig organisme met trilharenciliaten
- ATP — molecuul dat cellen energie geeft
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke voordelen zie je van het besturen van eiwitnetwerken met licht in plaats van met ATP?
- Op welke manieren zouden samentrekkende kunstmatige netwerken gebruikt kunnen worden in kleine apparaten of robots?
- Welke mogelijke moeilijkheden of risico's kun je bedenken bij het toepassen van deze techniek in echte cellen?
Gerelateerde artikelen
Noors onderzoeksschip kan niet in Sri Lankaanse wateren werken
Het Noorse onderzoeksschip Dr. Fridtjof Nansen moest zijn geplande 2025-reis naar Sri Lanka annuleren omdat regeringsgoedkeuring vertraagde. De FAO herschikte het schip naar Madagaskar; onderzoekers zeggen dat belangrijk zeeonderzoek nu vertraagt.
Tieners in Hongkong zoeken emotionele steun bij AI-chatbots
Hong Kong Free Press publiceerde op 12 oktober 2025 een verslag over tieners die AI-chatbots zoals Character.AI en Xingye gebruiken voor troost. Experts waarschuwen voor risico's, privacyproblemen en het belang van menselijke steun.
Grote bezuinigingen op internationale hulp bedreigen zorg
In 2025 leidden bezuinigingen van meerdere donorlanden tot onmiddellijke stopzetting van veel hulpdiensten. De opschorting van Amerikaanse contracten en de sluiting van USAID raakten ziekenhuizen, hiv-programma’s en humanitaire hulp in veel landen.
Stijgende stroomvraag door datacenters kan prijzen en uitstoot verhogen
Onderzoek waarschuwt dat groei van datacenters en cryptomijnbouw in de VS de elektriciteitsprijzen en de CO2-uitstoot tegen 2030 kan doen toenemen. De studie modelleert het elektriciteitssysteem en vergelijkt scenario’s met en zonder deze vraaggroei.