Giovanni Maglia kan met ERC Consolidator Grant nieuwe diagnostiek ontwikkelen

De European Research Council heeft Giovanni Maglia, associate professor Chemische Biologie aan de RUG, een Consolidator Grant toegekend van 2 miljoen euro voor het ontwikkelen van nanoporiën. Hij wil deze poriën gebruiken om eiwitten te identificeren, een techniek die gebruikt kan worden bij de diagnostiek van ziekten. Eerder kreeg Maglia al een ERC Starting Grant.

Poriën op nanoschaal

Nanoporiën zijn een klasse membraaneiwitten die kleine gaatjes (op nanoschaal) vormen in biologische membranen. In de natuur zorgen deze poriën ervoor dat verschillende voedingsstoffen door de celmembraan heen kunnen. Aangepaste poriën in kunstmatige membranen zijn al in gebruik om de DNA-code af te lezen. ‘Er kan een stroom ionen door de poriën heen en alles wat in de porie zit zal een verandering in die stroom veroorzaken’, legt Maglia uit. ‘De vier verschillende DNA-basen beïnvloeden die stroom elk op een eigen wijze, dus als een DNA-molecuul door de porie heen gaat is het mogelijk die basen af te lezen.’ Er zijn al commercieel verkrijgbare draagbare apparaten die werken met deze techniek.

Nieuwe poriën ontwerpen

In zijn eerdere onderzoek heeft Maglia de nanoporiën gebruikt om individuele moleculen te bestuderen. Dit werk is ook gebaseerd op het feit dat ieder molecuul in een porie de stroom ionen door het membraan beïnvloedt. Veranderingen in het molecuul veranderen dan ook de stroom door de porie. In alle gevallen worden aangepaste natuurlijke poriën gebruikt. Maar nu wil Maglia totaal nieuwe poriën gaan ontwerpen en maken.

Nanomachines koppelen

‘We zullen eerst onderzoeken hoe porie-eiwitten in de membraan terechtkomen. Dan gaan we moleculaire dynamica simulaties gebruiken om te bekijken hoe nieuwe porie-eiwitten zich gedragen in de membraan.’ Ten slotte wil hij kleine nanomachines aan de porie koppelen die ervoor zorgen dat eiwitten door de porie heen gaan. Het ontwerpen van totaal nieuwe porie-eiwitten, vooral met complexe functies, is nog nooit eerder gedaan. Maar als toonaangevend expert in het bouwen van nanoporiën denkt Maglia dat dit doel te bereiken is tijdens het vijfjarige project.

Toepassingen van nanoporiën

Zijn doel is om een porie te ontwikkelen dat eiwitten die er doorheen gaan, kan herkennen. ‘Dan kunnen we die poriën gebruiken om eiwitten in biologische monsters te analyseren, met behulp van de techniek die is ontwikkeld voor het onderzoek van DNA met nanoporiën.’ Zo’n analyse-apparaat is bijvoorbeeld te gebruiken voor het stellen van medische diagnoses.

Het belangrijkste doel voor Maglia is echter om aan te tonen dat het mogelijk is om totaal nieuwe poriën te ontwerpen. ‘Nanoporiën zijn te gebruiken voor allerlei praktische toepassingen en voor onderzoek, maar we zijn nu nog beperkt tot poriën die in de natuur voorkomen. Wanneer we een manier vinden om ze zelf te ontwerpen, verdwijnt die beperking.’

Meer informatie

Website van Giovanni Maglia