Jim Gimzeswki luistert naar cellen. Hele gewone gistcellen. Met een Atomic Force Microscoop (AFM) registreert hij de uiterst minieme trillingen van de celmembraan, trillingen die vervolgens worden omgezet in hoorbaar geluid. Het geluid van levende gistcellen bijvoorbeeld klinkt hoog en ijl, met een duidelijke piek bij een frequentie van 1000 Hz – ongeveer twee octaven boven de gewone C. Dode cellen geven een monotone ruis, vergelijkbaar met een verkeerd afgestemde radio. En cellen gedrenkt in alcohol slaken kreetjes.

Het is eigenlijk een mirakel dat niemand eerder op het idee is gekomen om naar cellen te luisteren. Want de methode ligt voor het oprapen. Met de AFM is het immers al meer dan tien jaar mogelijk om levende cellen te bestuderen. Maar wie had ooit gedacht dat cellen geluid maakten.

Gimzewski werkt samen met zijn promovendus Andrew Pelling in zijn laboratorium op de Universiteit van California aan de tot standkoming van een nieuw vakgebied: sono-cytologie, ofwel de geluidsleer van de cel. Gimzeski verdiende zijn sporen onder meer op het befaamde IBM-laboratorium in Zürich, geboorteplaats van die ándere microscoop, de Scanning Tunneling Microscoop. Nu heeft hij zijn kennis van de nanotechnologie aangewend om cellen af te luisteren.

Om de uiterst minieme trillingen van de gistcellen op te kunnen vangen staat de opstelling in een geluidsvrije ruimte op een luchtkussen-tafel. Maar meer toeters en bellen komen er eigenlijk niet bij kijken. “Het is een erg simpel en elegant experiment,“ aldus Andrew Penning die de metingen uitvoert. “Veel werk is het niet.”

De AFM wordt ingezet als een soort stethoscoop, die de minieme trillingen van de celwand vast legt. De uitwijkingen die de microscoop registeert zijn ongeveer twee tot drie nanometer groot. “Dat zijn ongeveer 15 atomen,” verduidelijkt Penning. Een gezonde, levende gistcel trilt ongeveer 1000 keer per seconde heen en weer, zo blijkt. Een heel hoge C, als je de trillingen versterkt.

Gimzewski en Penning hopen de nieuwe techniek in te gaan zetten als diagnostisch middel. De verwachting is dat bijvoorbeeld kankercellen en gezonde cellen anders ‘klinken. Om dit te onderzoeken hebben de twee samenwerking gezocht met de kankerspecialist Michael Teitell, eveneens van de Universiteit van Californië.

Wie wil weten hoe een gistcel klinkt, zal nog even geduld moeten hebben. De onderzoekers willen de geluidsfragmenten niet vrijgeven voor hun artikel is gepubliceerd in een wetenschappelijk tijdschrift. Wel staat er in het komende najaar een demonstratie gepland in het Los Angeles County Museum of Art, waar Gimzewski samen met de kunstenares Victoria Vesna een bijdrage zal leveren aan een tentoonstelling over nanotechnologie.

Jacqueline de Vree