Een team met wetenschappers van Rutgers heeft een synthetisch eiwit ontworpen dat snel moleculen van een dodelijk zenuwgas detecteert dat door de Verenigde Naties is geclassificeerd als massavernietigingswapen en kan worden gebruikt bij een chemische oorlogsvoering.

Deze ontwikkeling zou de weg kunnen banen voor een nieuwe generatie op maat gemaakte biosensoren en behandelingen die kunnen worden ingezet tegen het chemische oorlogsmiddel VX, aldus wetenschappers.

Zoals beschreven in Wetenschappelijke vooruitgang , heeft het team het eiwit gemaakt via een speciaal ontwerp op hogesnelheidscomputers in de laboratoria van Rutgers.

"We hebben een kunstmatig eiwit gemaakt dat een chemisch doelwit bindt - in dit geval het VX-zenuwmiddel", zegt Vikas Nanda, een auteur van het onderzoek en een wetenschapper bij het Rutgers' Center for Advanced Biotechnology and Medicine (CABM). "We wilden het zo ontwerpen dat het een signaal genereert dat aan een apparaat kan worden gekoppeld, waardoor een biosensor voor chemische wapens kan worden gemaakt. En dat is gelukt."

VX is een geurloze, smaakloze, door de mens gemaakte chemische verbinding die de meest giftige en snelwerkende is van alle bekende chemische oorlogsmiddelen. Het werkt door het zenuwstelsel aan te vallen en binnen enkele minuten spierverlamming en dood door verstikking te veroorzaken. Omdat VX is geclassificeerd als een massavernietigingswapen, is het landen verboden er voorraden van aan te leggen. Landen mogen echter kleine hoeveelheden opslaan voor onderzoek.

Het Rutgers-team ontwierp het eiwit met een holte in het midden die overeenkwam met de precieze vorm en chemische samenstelling van VX. Medewerkers van het City College van New York namen het ontwerp van Rutgers en produceerden een echte versie van het eiwit, zuiverden het en verscheepten het monster 's nachts op ijs naar een goedgekeurde testfaciliteit voor chemische wapens, MRIGlobal in Kansas City, Mo. Daar werd het eiwit getest tegen VX binnen 24 uur.

"Het eiwit onderging een dramatische vormverandering, waardoor VX werd begraven in de holte die we hebben ontworpen", zegt Nanda, die ook professor is in de afdeling biochemie en moleculaire biologie aan de Rutgers Robert Wood Johnson Medical School. "Deze vormverandering is het signaal dat kan worden gekoppeld aan een sensorapparaat."

Het eiwit, zei Nanda, kan VX detecteren op niveaus die duizend keer gevoeliger zijn dan de huidige technologieën. Bovendien produceert het eiwit geen valse positieven die optreden wanneer hedendaagse sensoren per ongeluk niet-zenuwachtige chemicaliën detecteren die vergelijkbaar zijn, zoals sommige pesticiden.

Volgens de website van de Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie werden VX of andere zenuwgassen mogelijk gebruikt in chemische oorlogsvoering tijdens de oorlog tussen Iran en Irak in de jaren tachtig. Chemische wapenexperts hebben beweerd dat het recentelijk ook is gebruikt in oorlogsvoering en, in één geval, een moord. Hoewel er tegengiffen beschikbaar zijn voor VX, zijn ze het nuttigst als ze zo snel mogelijk na blootstelling worden gegeven.

"De hier gepresenteerde ontwerpmethode zou de ontwikkeling van een nieuwe generatie biosensoren, therapieën en diagnostiek mogelijk moeten maken," zei Nanda.

Douglas Pike, een afgestudeerde student aan CABM, was betrokken bij het onderzoek. Daarnaast waren James McCann, Mia Brown en Ronald Koder van het Department of Physics, City College of New York, en David Crouse van het Department of Electrical and Computer Engineering, Clarkson University, bij het onderzoek betrokken. + Verder verkennen

Team maakt allereerste VX-neurotoxinedetector