Een zoete vader-zoonband inspireert smakelijke nieuwe molecuulmodellen

De dertienjarige Noah Shaw houdt van planeten en heeft een perfecte toonhoogte. Hij wil een wetenschapper worden zoals zijn vader Bryan Shaw, een biochemicus aan de Baylor University in Waco, Texas. Maar het pad van Noah naar de wetenschap is misschien niet zo soepel als voor de oudere Shaw.

Gediagnosticeerd met retinoblastoom als baby (SN: 1/5/85), heeft Noah nu nog maar één oog en blijvende blinde vlekken in zijn zicht. Mensen met één oog, zoals Noah, en mensen met blindheid of beperkt zicht, zijn ondervertegenwoordigd in de wetenschap en lopen tegen barrières aan in het STEM-onderwijs. “De meeste verbluffende beelden in de wetenschap zijn ontoegankelijk voor mensen die blind zijn”, zegt Bryan Shaw. Dat maakt hem weemoedig omdat de weergave van eiwitten hem aan de wetenschap hielden.

In een poging om de wetenschap inclusiever te maken, hebben Shaw en zijn collega’s hapklare molecuulmodellen bedacht die profiteren van de supergevoelige aanraaksensoren van de mond, die fijnere details kunnen waarnemen dan onze vingertoppen.

Het team creëerde gummy candy-modellen van belangrijke eiwitten, waaronder myoglobine, dat zuurstof aan spieren levert, en ook 3D-geprinte niet-eetbare, niet-toxische versies (SN: 3/16/15). Beide kunnen voor onderzoek in de mond worden gestopt. Nadat de onderzoekers lanyards aan de niet-eetbare modellen hadden bevestigd om verstikking te voorkomen, testte het team hoe goed 281 studenten en 31 scholieren eetbare of niet-eetbare modellen van elkaar konden onderscheiden terwijl ze geblinddoekt waren.

Elke student onderzocht één eiwitmodel met de mond of met de hand. Voor elk extra eiwitmodel dat de studenten beoordeelden, moesten ze bepalen of het eiwit hetzelfde was als het eerste of anders. Een aparte groep van 84 studenten deed de test op gezichtsvermogen met 3D-computerbeelden van eiwitten in plaats van modellen.

studenten identificeerde de eiwitten ongeveer 85 procent van de tijd correct, ongeacht of ze hun mond, vingers of ogen gebruikten, meldt het team op 28 mei in Wetenschappelijke vooruitgang. Zulke goedkope, kleine modellen kunnen studenten helpen om over eiwitten te leren, ongeacht hun gezichtsscherpte, zegt Shaw.

Shaw kreeg het idee voor deze educatieve tool terwijl hij een braam op zijn tong liet draaien. De hobbelige buitenkant van een braam ziet eruit als een populaire manier waarop wetenschappers eiwitten afbeelden, waarbij elk van de atomen van het eiwit wordt weergegeven door een bol. Plak duizenden atomen aan elkaar en het conglomeraat lijkt op een uitgebreide bes – iets wat de tong misschien door vorm kan onderscheiden.

Veel baby’s en peuters verkennen de wereld via de mond. Een studente in Hong Kong haalde in 2013 de krantenkoppen omdat ze zichzelf braille leerde lezen met haar lippen. Toch blijft het opmerkelijke tastvermogen van de mond grotendeels onbenut in het wetenschappelijk onderwijs, zegt Shaw.

Shaw heeft de modellen gepatenteerd en wil graag feedback. Maar om de modellen van prototype naar leermiddel te brengen, is meer werk nodig. De onderzoekers hebben bijvoorbeeld toegang tot professionele apparatuur om modellen af ​​te drukken en te steriliseren tussen gebruik – iets wat niet alle opvoeders hebben.

Het belangrijkste is dat de modellen baat zouden hebben bij tests door blinde en slechtziende studenten. De input van deze studenten zal het team van Shaw helpen de modellen te verbeteren zodat ze beter aansluiten op de behoeften van de studenten. Shaw is in gesprek gegaan over de modellen met docenten van de Texas School for the Blind and Visually Impaired in Austin. Noah heeft de modellen wel getest, maar de onderzoekers hebben zijn data niet meegenomen in de analyse.

Dit is niet de eerste keer dat Noah zijn vader inspireert. Shaw heeft eerder een app ontwikkeld die het potentieel heeft om vroege tekenen van oogziekte op kinderfoto’s op te vangen. Ongeacht of Noah wetenschap nastreeft, zijn vader heeft één wens: “Ik hoop dat hij iets cools doet.”