Je leest: “Wij chemici hebben de ambitie om leven na te bootsen”

“Wij chemici hebben de ambitie om leven na te bootsen”

Interview met biochemicus Jan van Hest

Zullen we ooit weten hoe een levende cel is ontstaan? Zeg nooit nooit. Dat is de opvatting van chemicus Jan van Hest die kunstmatige organellen maakt. Dat doet hij voor de fundamentele kennis en om er uiteindelijk ziektes mee te behandelen. Kennislink vroeg hem naar zijn onderzoek en de bijbehorende frustraties en dromen.

Spiral orb webs
Wikimedia Commons

De natuur heeft met een beperkt aantal bouwstenen toch een heel veelzijdig palet aan specifieke materialen ontwikkeld met elk een eigen toepassing. Enorm inspirerend vindt Jan van Hest, hoogleraar aan de Radboud Universiteit Nijmegen. Hij doet onderzoek op het grensvlak van de chemie en de biologie. “Het is toch fascinerend om te zien hoe je met een simpel eiwit een sterk materiaal als spinzijde kunt maken.”

Er zijn tal van wonderbaarlijke materialen uit de natuur met eigenschappen die voor ons van pas komen. Om die eigenschappen te benutten hoef je de natuurlijke moleculen niet precies te kopiëren maar kan je gebruik maken van concepten uit de natuur. En die inzetten voor je eigen materialen. Van Hest: “We proberen natuurlijke elementen in synthetische materialen in te bouwen om zo een functie uit de natuur te realiseren in onze eigen materialen.”

Jan van hest
Laboratorio Italia

Profiel | Jan van Hest

Organisch chemicus Jan van Hest (1968) studeerde scheikunde aan de Technische Universiteit Eindhoven. In 1996 promoveerde hij aan dezelfde universiteit op onderzoek naar dendrimeren. Na een jaar onderzoek aan de Universiteit van Massachusetts, ging hij aan de slag als onderzoeker bij DSM Research waar hij later afdelingshoofd werd. Sinds 2000 is van Hest fulltime hoogleraar bio-organische chemie aan de Radboud Universiteit Nijmegen.

Van Hest is, naar eigen zeggen, iemand die materie graag goed wil uitleggen en daar de tijd voor neemt. Dat blijkt inderdaad zo te zijn, ondervond Kennislink op een middag in september op zijn werkkamer in het Instituut voor Moleculen en Materialen (IMM) in Nijmegen.

U probeert cellen en onderdelen van cellen na te bouwen en er nieuwe functies aan te geven. Synthetisch biologen die proberen nieuw leven te maken krijgen weleens de kritiek zich God te wanen. Krijgt u ook weleens zulk soort kritiek?

1197
Synthetische cellen gemaakt door synthetisch biologen.
J. Craig Venter Institute

“Wij chemici hebben niet de ambitie om leven na te bouwen, maar meer om het na te bootsen. Het doel is uiteindelijk om een primitieve cel in elkaar te zetten, maar wat wij nu nastreven is kennis opbouwen van hoe iets levend kan zijn. Er moet een keer een moment zijn geweest dat een verzameling moleculen die we beschouwen als dood een stap maakten zodat iets levends ontstond. Wat is die stap? Is het zo dat er één molecuul aan de verzameling werd gevoegd en ineens was er leven? Of trad er een bepaald fysisch proces op waardoor er een complexe structuur ontstond? Dat is een vraag die nog ontzettend moeilijk te beantwoorden is.”

“Vanuit de synthetische biologie is het relatief makkelijk een primitieve cel te maken. Door steeds meer genen weg te strepen breng je de cel terug naar iets wat nog net omschreven kan worden als levend. Die methode leidt sneller tot een antwoord dan wat wij doen. Onze vragen zijn wat abstracter en moeilijker uit te leggen. Wij staan zover af van synthetisch leven maken dat we minder conflict hebben met wat de publieke opinie vindt.”

Gaan we ooit te weten komen hoe leven is ontstaan, denkt u?

“In de 19e eeuw dacht men dat we nooit zelf organische moleculen zouden maken maar dat we die altijd uit de natuur moesten halen. Totdat de Duitse scheikundige Friedrich Wöhler een paar anorganische moleculen samenvoegde en zo ureum samenstelde. Toen bleek ineens dat mensen in staat zijn kunstmatig een organisch molecuul uit anorganische bouwstenen te maken. Dat leidde tot een enorme verandering in het denken.

Kunstmatige organellen
Door kunstmatige organellen in cellen te brengen is het mogelijk om celprocessen bij te sturen of te herstellen.
IMM/Radboud Universiteit

De verschuiving van hoe je uit een verzameling dode moleculen iets levends kunt krijgen, is eenzelfde soort vraag. Maar het is moeilijk na te gaan hoe die complexiteit zich heeft ontwikkeld. Welke organisatie krijgen de moleculen als je ze bij elkaar doet? En hoe ontstaat de controle die de natuur heeft om chemische processen in de cel keurig te laten plaatsvinden zonder dat het problemen oplevert? Als we dat begrijpen dan kunnen we hopelijk antwoord geven op de vraag hoe het mogelijk is dat leven is ontstaan op deze planeet.”

Is dat een opvatting die alle onderzoekers in uw vakgebied delen?

“Sommige chemici, waaronder de beroemde George Whitesides van de Harvard Universiteit, denken dat we deze kwestie nooit gaan oplossen omdat het te ingewikkeld is. Omdat het iets is wat mensen nooit kunnen begrijpen. Misschien heeft hij gelijk. Maar zeg nooit nooit. Als je bedenkt wat we nu weten in vergelijking met honderd jaar geleden dan is dat ook een wereld van verschil.”

Vindt u het belangrijk dat er aandacht is voor uw onderzoek in de media?

“Ja, dat vind ik heel belangrijk. En ik denk dat ons vakgebied wat onderbelicht is. Ik kan me af en toe groen en geel ergeren aan de Volkskrant als zij weer een stuk schrijven over een nieuw ontdekte exoplaneet. Dat is wetenschappelijk niet meer zo uitdagend maar staat wel wekelijks paginagroot in de krant. De nieuwsontwikkeling op het gebied van dynamische zelfhelende materialen en nanomedicijnen krijg je maar amper voor het voetlicht.”

Waar ligt dat aan?

“Een probleem is dat wij redelijk abstracte taal spreken en ons onderzoek weinig tastbaar is. Gek eigenlijk, natuurkundigen hebben daar minder moeite mee. Zij spelen toe op bekende begrippen zoals het higgsboson en de snaartheorie en dan gaan de belletjes rinkelen bij veel mensen. Daarnaast heeft de chemie te weinig een holy grail: iets wat we de komende honderd jaar willen bereiken en wat iedere onderzoeker beaamt.

Lichtgevende kunststof
TU Eindhoven

Wij doen onderzoek voor veel takken van sport. We zijn chemici die materialen of producten aanleveren die medici dan gebruiken om therapieën te ontwikkelen. Of wij ontwikkelen materialen die door fysici gekarakteriseerd worden om verschijnselen mee te verklaren. Je vindt moleculen overal en doordat we zo veelzijdig zijn hebben we geen duidelijke focus. Toch denk ik dat materialenonderzoek heel tastbaar kan zijn voor mensen. En de concrete voorbeelden, bijvoorbeeld materiaal dat licht geeft als je eraan trekt, gaan steeds meer komen.

Is er iets specifieks dat u ooit wilt bereiken in het onderzoek? Een wetenschappelijke droom?

Ik wil met de kennis die we opbouwen een nieuwe therapie ontwikkelen voor een belangrijke ziekte. Heel concreet zijn we bezig om kunstmatige organellen in cellen te brengen om cellulaire processen bij te sturen of te herstellen. Mijn groep wil kijken of met deze technologie mensen kunnen behandelen met een mitochondriële ziekte. Dat zijn aangeboren afwijkingen in de energiehuishouding waar niet zo veel mensen aan leiden. Maar zulke ziektes hebben wel vrij dramatische verschijnselen en een beperkte levensverwachting. Het is een droom als we dat kunnen verwezenlijken. Als ik deze toepassing tot een therapie kan leiden ben ik heel tevreden omdat ik dan werkelijk iets toegevoegd heb aan het maatschappelijk belang.

In het filmpje hieronder vertelt Jan van Hest meer over zijn onderzoek naar kunstmatige organellen.

Wat vindt u de minder leuke kanten van een baan in de wetenschap?

“Dat je als wetenschapper steeds minder tijd krijgt voor je primaire taken: kennis delen en ontwikkelen, oftewel onderzoek en onderwijs. Soms word je teveel geleefd omdat je werk hebt in commissies, naar congressen gaat en voorstellen voor subsidies moet schrijven en verdedigen. Deze zaken leiden af van je werkelijke taken. Daarnaast heeft die werkdruk ook te maken met het feit dat we onszelf hoge doelen opleggen. Met een hoog ambitieniveau streef je ook naar het allerhoogste. En die drive zorgt er voor dat je het druk hebt.”

Heeft u eigenlijk ooit getwijfeld of het onderzoek de juiste richting was voor u?

“Ik heb onderzoek doen altijd leuk gevonden. Maar tijdens mijn baan bij het bedrijf DSM heb ik voor een splitsing gestaan. Als ik bij DSM bleef zou ik vanuit het onderzoek dat ik daar deed steeds verder het management in zijn gerold. Toen ik na een paar jaar bij DSM de mogelijkheid kreeg om naar de universiteit in Nijmegen over te stappen heb ik de keuze moeten maken. Een puur maatschappelijke carrière in het bedrijfsleven of het onderzoek en onderwijs. De inhoudelijke kant op de universiteit sprak me toch meer aan. Iedere andere academicus had me voor gek verklaard als ik zo’n kans niet met beide handen had aangegrepen.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 21 oktober 2013

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE