At opfinde en ny slags sag

Forestil dig en væske, der kunne bevæge sig af sig selv. Intet behov for menneskelig indsats eller tyngdekraften. Du kan lægge det i en beholder fladt på et bord, rør det ikke på nogen måde, og det ville stadig flyde.

Brandeis-forskere rapporterer i en ny artikel i Videnskab at de har taget det første skridt i at skabe en selvkørende væske. Fundet holder løftet om at udvikle en helt ny klasse af væsker, der kan flyde uden menneskelig eller mekanisk indsats. En mulig anvendelse i den virkelige verden:Olie kan muligvis bevæge sig gennem en rørledning uden at skulle pumpes.

Forskerne arbejder på Brandeis' Materials Research Science and Engineering Center (MRSEC), del af et National Science Foundation-initiativ for at skabe en revolutionerende ny klasse af materialer og maskiner fremstillet af biologiske komponenter.

Gennembruddet rapporteret i tidsskriftet Videnskab blev opnået ved i laboratoriet at reproducere den utroligt komplekse række af processer, der tillader celler at ændre form og tilpasse sig deres omgivelser. Celler kan gøre dette, fordi byggestenene i dets stillads - hule cylindriske rør kaldet mikrotubuli - er i stand til selvtransformation. Mikrotubuli vokser, krympe, bøj og stræk, ændre cellens underliggende struktur.

Brandeis-forskerne udtog mikrotubuli fra en ko's hjerne og placerede dem i en vandig opløsning. De tilføjede derefter to andre typer molekyler fundet i celler - kinesin og adenosintrifosfat (ATP).

Mikrotubulierne justerede parallelt med hinanden. Et kinesin molekyle kom mellem dem, forbinder dem som et bindebånd mellem jernbaneskinner.

Brug af ATP som brændstofkilde, kinesinen begyndte at bevæge sig. Dens top gik i én retning, bunden i en anden. Mikrotubulierne gled væk fra hinanden, og strukturen brød fra hinanden.

Men mikrotubulierne forblev ikke frit svævende længe. Ny kinesin kom til og bandt hver til en ny partner.

Da disse mikrotubuli kom sammen og derefter adskilt, fantastiske, hvirvlende mønstre opstod i væsken. Og for første gang nogensinde, Brandeis-teamet var i stand til at få hvirvlerne til at bevæge sig i samme retning, skabe et "kohærent flow", der også skubbede den omgivende væske fremad.

Denne mikrotubuli-kinesin-ATP-reaktion er den samme, som foregår i celler, undtagen i celler er det meget mere kompliceret. Alligevel opnåede den meget mere forenklede model skabt af Brandeis-forskerne en lignende effekt. I det væsentlige udnyttede de naturens kraft til at skabe en mikroskopisk maskine, der er i stand til at pumpe væske.