Flying spaghetti monsters vangen

Natuurkundige Michel Orrit wil bewegende eiwitten filmen

Ivar Pel (NWO)

Fysicus Michel Orrit laat individuele moleculen licht geven op commando. Hij wil zijn Spinoza-geld gebruiken om stop-motion-filmpjes te maken van eiwitten.

De Spinozapremie van 2017 is niet de eerste prijs voor Fransman Michel Orrit. Vorig jaar won hij de Edison-Voltaprijs van de European Physical Society, de Physica-prijs van de Nederlandse Natuurkundige Vereniging en de Grand Prix SFO Léon Brillouin, van de Société Française d’Optique.

De allerbelangrijkste kreeg hij niet, net niet. De scheikunde-Nobelprijs van 2014 ging naar zijn Amerikaanse collega William Moerner, die vergelijkbaar werk had gedaan, ook vaak samen met Orrit. ‘De Spinozapremie een troostprijs, zoals Trouw dat noemde? Dat woord zou ik zelf nooit gebruiken. Het is ook een belediging voor NWO, de organisatie die de premies uitreikt.’

Zijn onderzoek naar individuele moleculen die licht uitzenden of juist absorberen heeft belangrijke toepassingen in het biomedisch onderzoek. Eén enkel eiwit bestuderen, het razendsnel aflezen van DNA-moleculen. De jury had het bij de uitreiking van Orrits prijs over Alzheimer en ebola, maar zelf doet hij geen onderzoek naar die ziekten. ‘Ik hoop methoden te ontwikkelen die uiteindelijk nuttig blijken te zijn.’ Zijn hart – en zijn recente publicaties – liggen echter bij experimenten die meer in de richting van zuivere natuurkunde en quantum-optica gaan. Een nano-microfoontje, bijvoorbeeld, waarin een kleurstof-molecuul iets ander licht uitzendt, afhankelijk van hoe hard het trilt. Of het slim gebruik van de wisselwerking van licht met een piepklein goudstaafje, zodat je het kan verplaatsen met lasers: een optisch pincet.

Hij pakt drie buisjes met gekleurde vloeistoffen: suspensies van zulke gouden nanostaafjes. De lengte van de staafjes bepaalt de kleur: paars of groen of blauw. ‘Ze staan al vier jaar op de vensterbank’, zegt hij trots: ‘Zo kan ik laten zien dat ze niet verbleken onder invloed van zonlicht, zoals veel andere kleurstoffen wel doen. De uitslag van een zwangerschapstest wordt zichtbaar dankzij zulke goudstaafjes, maar dat is triviaal: je zou dat ook met een andere kleurstof kunnen doen.’ Een Amsterdamse collega van hem probeert zulke nanostaafjes te gebruiken als antennetjes om licht mee om te zetten in elektriciteit, wat zou kunnen leiden tot veel kleinere zonnepanelen.

Orrit: ‘Een van mijn dromen is om zo’n nanostaafje bij een levende cel in te brengen, door het membraan heen. Ze zijn er klein genoeg voor, maar het probleem is dat de staafjes nu nog zo heet worden dat de cel sterft. Als we kunnen zorgen dat die blijft leven, kunnen we experimenten gaan doen in de cel.’

Daarnaast willen Orrit en zijn groep de dynamica van eiwitten zichtbaar gaan maken. Veel mensen zijn geneigd om eiwitten te zien als één vast ding, want zo staan ze in de boeken. In werkelijkheid zijn het vaak een soort flying spaghetti monsters, die druk bewegen en zich van de ene in de andere vorm persen.

Door verschillende lichtgevende groepen, die elkaar kunnen beïnvloeden, aan het eiwit vast te maken, hoopt Orrit meer inzicht in die bewegingen te krijgen.

Stap één: vries het eiwit in, en laat de groepen licht uitzenden. Stap twee: ontdooi het héél kort, met behulp van een laser. Als het eiwit van vorm verandert, staan de groepen dichter of verder van elkaar, en zie je vervolgens een ander lichtsignaal. Stap drie: weer heel even ontdooien, enzovoort. Zo ontstaan stop-motion-filmpjes van eiwitten. ‘Daarmee hopen we niet alleen de structuur, maar ook de bewegingen van zo’n eiwit zichtbaar te maken’, legt Orrit uit.

‘Dat is echt de hoofddroom van het biomedisch onderzoek. Die Spinozapremie geeft de rust en de zekerheid om het ook te gaan doen. Lang niet elk goed onderzoeksidee krijgt subsidie, nu de competitie om onderzoeksgeld zo hevig is geworden.’
Bart Braun

De andere Spinozapremiewinnaar van 2017 was psychologe Eveline Crone: 'Er lukt ook heel veel niet, maar daar hoort de wereld dan niet van.'

Deel dit bericht:

Voorpagina

Achtergrond

Wetenschap

Onderwaterherrie

Leidse biologen onderzoeken of visjes meer moeite hebben om roofdieren te ontwijken als …

Studentenleven

Nieuws

English page