'Ik vind het fascinerend hoe individuele cellen kunnen samenwerken'

“De allereerste cellen hadden waarschijnlijk nog geen celwand. Als je de celwand van een moderne bacterie verwijdert, verliest de bacterie zijn typische staafvorm en wordt bolvormig. Aan de buitenkant zit een enkellaags celmembraan, zoals een vetbubbel in water. Als zo’n cel gaat delen is er geen celwand meer die aanwijst waar de cel in tweeën moet splitsen, en welke kant de chromosomen op moeten. De eiwitten die normaal helpen bij het splitsen, kunnen zich nergens meer aan vast grijpen. De splitsing gebeurt dan min of meer willekeurig. Ik probeer een primitief celmodel te maken voor de deling van het genetisch materiaal. Ik probeer uit te vinden of – en hoe – het primitieve cellen lukt om in twee gelijke dochtercellen te splitsen.”

Waar komt je interesse in dit onderwerp vandaan?

“Tijdens mijn promotieonderzoek werkte ik met cross-feeding in bacteriën. In een groep groeien bacteriën niet onafhankelijk van elkaar: ze hebben allerlei interacties met elkaar. Dat kunnen negatieve interacties zijn, bijvoorbeeld het produceren van giftige stoffen om andere cellen te doden, of positieve interacties, bijvoorbeeld het uitwisselen van cruciale voedingstoffen die de bacteriën nodig hebben om in leven te blijven. Aminozuren zijn de bouwstenen van eiwitten en zijn daarom van levensbelang voor de cel. Ik onderzocht of de bacteriën elkaar in leven konden houden als zij zelf een bepaald aminozuur niet meer konden produceren, maar hun buurman wel.”

“Ik keek naar twee specifieke aminozuren, histidine en tryptofaan. De ene bacterie kon geen histidine produceren, de andere geen tryptofaan. De bacteriën werkten samen door hun aminozuren uit te wisselen. Ik vind het fascinerend hoe individuele cellen samen kunnen werken. Er is in de wereld een hoop egocentrisch gedrag, ook bij mensen, maar als je om je heen kijkt zie je overal samenwerking. Ik wilde weten of die samenwerkingsfilosofie ook opgaat voor genen. Want genen zijn uiteindelijk de eenheid van de evolutionaire selectie.”

Als dat lukt heb je een modelsysteem voor primitieve celdeling op de plank staan. En dan, wat kan je daar vervolgens mee?

“We kunnen de cellen onder druk van antibiotica laten groeien. Treden er bijvoorbeeld grote veranderingen op in het DNA? Zo krijgen we een beeld van de verschillende eiwitten en andere moleculen die een rol spelen bij de celdeling. We kunnen precies bijhouden welke veranderingen optreden en wanneer ze optreden, en welke veranderingen tegelijkertijd optreden om er zeker van te zijn dat de celdeling steeds goed blijft verlopen. Zo komen we erachter welke genen absoluut nodig zijn voor de celdeling.”

“Als we dat eenmaal weten, kunnen we kijken of die genen ook voorkomen in andere soorten uit andere takken van het leven, om te zien of die ook sporen hebben van deze genen. Als dat zo is, mag je aannemen dat die genen heel lang geleden al bestonden en bewaard zijn gebleven gedurende de evolutie. Zo kunnen we er achter te komen hoe het DNA van oercellen eruit moet hebben gezien.”