Lifeline

Nanotechnologie

Het is niet voor niks dat Ben Feringa, en zijn collega’s, er een nobelprijs voor kregen. Hoe kleiner hoe beter, nanotechnologie is hip en happening. Ieniemienie klein, een miljoenste millimeter: een nanomachine bestaat uit een paar atomen en maakt nieuwe dingen mogelijk. Testen die anders dagen of weken duren, kunnen nu gedaan worden in seconden. Maar nanotechnologie is al heel oud, het komt gewoon voor in het menselijk lichaam. Ribosomen die DNA aflezen en eiwitten opbouwen zijn eigenlijk ook nanomachines. Deze nanomachines zijn gewoon eiwitten. Maar voor de kunstmatige machines wordt vaak een grondstof gebruikt die iedereen wel kent. Namelijk goud! Doordat stoffen op nanoschaal nieuwe eigenschappen krijgen, kunnen onverwachte stoffen geschikt zijn als nanodeeltjes. Afhankelijk van de grootte van goud heeft het een andere kleur, variërend van rood tot paars, wat handig is voor verschillende toepassingen. Doordat goud een edelmetaal is en dus resistent is tegen oxidatie, maakt het een goed toepasbaar nanodeeltje. Door deze eigenschappen zijn goud nanodeeltjes geschikt voor snelle testen en biomedische experimenten maar ook voor flexibele elektronica. De deeltjes verbeteren ook de efficiëntie van medicijnafgifte van bepaalde kankermedicijnen. Allemaal mooie toepassingen van goud dus. Dat is een keer wat anders dan een ketting om je nek!

Ontstaan van goud

Hoewel het duidelijk is dat goud niet op aarde is ontstaan, is het niet duidelijk waar en hoe dan wel. Voor de productie zijn kernfusiereacties nodig, en daarvoor is weer heel veel energie nodig. Onderzoekers denken nu dat zwarte gaten belangrijk zijn geweest voor het ontstaan van zware metalen, zoals goud. De onderzoekers stellen dat een zwart gat kan botsen met een neutronenster waarna het zwarte gat de neutronenster van binnenuit vangt. Maar dat duurt dan wel weer zo’n 10.000 jaar. Terwijl de neutronenster steeds kleiner wordt gaat het sneller draaien. Uiteindelijk vliegen er kleine fragmenten vanaf. In deze fragmenten zouden neutronen fuseren en vervolgens zo steeds zwaardere elementen vormen. De kans dat een neutronenster een zwart gat vangt is echter vrij klein. Maar dat bevestigt alleen maar de theorie van de onderzoekers, omdat niet in alle sterrenstelsel zware elementen aanwezig zijn. De theorie zou ook verklaren waarom er in het midden van de Melkweg zo weinig neutronensterren zijn: ze botsen met zwarte gaten en zo zware elementen produceren. 

Zuurstoftekort in brein

De activiteit van het enzym NOX4 maakt het brein gevoeliger voor zuurstoftekort dan andere organen. Dit wordt beschreven door onderzoekers in PNAS. NOX4 bevindt zich in endotheelcellen van bloedvaten en wordt actief wanneer de zuurstofconcentratie in het bloed daalt, bijvoorbeeld bij een herseninfarct. In vrijwel alle organen in het lichaam heeft dat een gunstig effect, behalve in de hersenen. NOX4-activiteit zorgt er in de hersenen voor dat er gaten ontstaan in de bloed-hersenbarrière. Door het ontstaan van die gaten in de barrière is het brein niet meer volledig afgescheiden van de bloedsomloop. Eveneens initieert NOX4 een mechanisme dat neuronen in het brein aanzet tot zelfvernietiging. Een middel dat NOX4 remt zou volgens de onderzoekers het schadeproces in de hersenen eerder kunnen stoppen of verminderen. 

Koorts en geboorteafwijkingen

Koorts tijdens het eerste trimester van een zwangerschap kan leiden tot geboorteafwijkingen, Amerikaanse onderzoekers hebben nu ontrafeld hoe dit kan. Ze ontdekten twee eiwitten die gevoelig zijn voor warmte en betrokken zijn bij de foetale ontwikkeling. Jaarlijks worden er duizenden kinderen geboren met hartafwijkingen of een hazenlip zonder aanwijsbare genetische oorzaak. De onderzoekers ontdekten twee ionkanalen die betrokken zijn bij de vorming van het hart en het gezicht, en warmtegevoelig zijn. In kippen- en zebravisembryo's leidde activatie van deze ionkanalen tot afwijkingen; remming van de ionkanalen wist bij kippenembryo's een verkorte snavel en hartafwijkingen te voorkomen nadat ze aan warmte waren blootgesteld. Volgens de onderzoekers kunnen eenvoudige koortsremmers zoals aspirine hierin een belangrijke rol spelen