Huntsville, Alabama (VS) – Astronauten bouwen kristallen in het internationale ruimtestation.


Afgelopen donderdag begon de shuttle Endeavour aan zijn elfdaagse missie. Het team bestaat uit zeven astronauten, waaronder een Italiaan. Dit is de eerste astronaut van de European Space Agency die het International Spacestation (ISS) bezoekt. In de ruimte voeren de astronauten een aantal wetenschappelijke experimenten uit, waaronder een die meer inzicht in de functie en ontwikkeling van macromoleculen moet opleveren.
Biologische macromoleculen variëren van eiwitten en suikers tot vetten. De moleculen zijn het makkelijkst te analyseren wanneer ze regelmatig gerangschikt zijn, als een kristal. Met kristallografie kunnen wetenschappers op Aarde uit de kristallen de molecuulstructuur ophelderen. Bij deze techniek houden ze een kristal in een röntgenbundel en analyseren dan onder welke hoeken het kristal de röntgenstralen verstrooit. De richting en intensiteit van de straling geven informatie over de plaats en de aard van atomen. De volgende stap is het achterhalen van de biologische functie van de macromoleculen.
Veel moleculen kunnen in de gewichtloosheid van de ruimte beter kristalliseren dan op Aarde. Wanneer de kristallen groot zijn en netjes gerangschikt, is de kristallografie het meest precies. Onder invloed van de zwaartekracht rangschikken moleculen zich relatief snel, waardoor deze bouwstenen minder tijd hebben om zich goed te ordenen. Vervolgens kunnen deeltjes in de kristalstructuur gaan zitten die er niet thuishoren en er ontstaat plaatselijke oververzadiging, waardoor er meerdere kristallen in één oplossing kunnen gaan groeien.
In de ruimte vormt zich een gebied om het groeiende kristal waar bijna geen moleculen zijn. Dit zorgt voor een gestage, trage aanvoer van moleculen. Zo hebben ze goed de tijd om hun plaats binnen het kristal in te nemen, waardoor de moleculen stevig en netjes zijn gerangschikt en er minder ruimte is voor vervuiling van andere deeltjes. Ook zullen minder snel meerdere kristalkiemen ontstaan, waardoor er geen concurrentie om bouwstenen is en het kristal dus groter kan worden. Hoe groter een kristal hoe beter.
De medische wereld hoopt dat de kristallen nieuwe inzichten zullen geven in zowel ziekteverwekkers als potentiële geneesmiddelen. Het ruimtestation is nog niet af, maar bewijst zich nu al als een goed uitgerust laboratorium zonder zwaartekracht.

Jocelyn Berdowski