Une cellule ressemble à une maison avec de nombreuses portes. Certaines portes ne s'ouvrent que pour des invités précis, d'autres laissent passer tout le monde. Pour comprendre comment fonctionnent ces portes, les scientifiques en construisent des modèles. Le nouveau modèle est une plaque de verre percée de 52 puits miniatures. Chaque puits est recouvert d'un film lipidique ultra-fin — comme un bocal avec son couvercle. Dans le film, on a inséré une protéine qui forme un pore traversant. Par ce pore, certaines substances entrent, d'autres sortent.
Au fond du puits, on a déposé un colorant qui émet une fluorescence verte. À l'extérieur, on a versé une solution contenant des ions potassium. Les pores du film laissent passer les petits ions potassium vers l'intérieur et libèrent les grosses molécules de colorant vers l'extérieur. Les deux flux sont visibles simultanément : un capteur électrique sous le puits détecte l'arrivée des ions, tandis qu'une caméra observe l'extinction de la fluorescence du colorant. Les ions potassium sont petits et rapides, ils passent donc vite. Les molécules de colorant sont plus grosses et se déplacent plus lentement. L'appareil distingue clairement ces deux événements dans le temps.
Cet assemblage de 52 puits n'est qu'un début. On peut l'agrandir pour atteindre des centaines, voire des milliers de puits. Les scientifiques pourront alors tester de nombreuses protéines-pores différentes et observer leur fonctionnement dans des conditions proches de celles d'une cellule vivante.
Le pore formé par la protéine alpha-hémolysine a un diamètre de seulement 2,6 nanomètres. C'est 30 000 fois plus fin qu'un cheveu humain.
Dans la science-fiction, on montre souvent des nanorobots qui réparent les cellules de l'intérieur. Des dispositifs comme celui de cette étude constituent un premier pas vers la visualisation et le contrôle des portes moléculaires en temps réel.