2.5 miljoen euro voor onderzoek naar bacteriën die virus-DNA aan gort knippen

John van der Oost: "Het zou mooi zijn als we erfelijke ziektes kunnen uitbannen. Maar willen we dat ook?" Beeld Rafael Philippen fotografie

Hij krijgt zelden erkenning voor zijn bijdrage aan de techniek waarmee veranderingen in het DNA kunnen worden aangebracht. John van der Oost: 'Dat is toch mooi, man!'

Toen John van der Oost zich tien jaar geleden aanmeldde voor Bessensap, het jaarlijkse congres voor wetenschappers en journalisten, kostte het hem veel moeite een plaats in het programma te verwerven. Uiteindelijk kreeg hij een klein zaaltje toegewezen waar hij over zijn onderzoek kon vertellen. Een groot succes werd het niet. Slechts drie mensen kwamen luisteren. "En één van hen was nota bene de voorlichter van mijn universiteit."

Vrijdag haalde hij de schade in. Van der Oost was dit jaar één van de eregasten op Bessensap, waar traditiegetrouw ook de winnaars van de Spinozapremies bekend worden gemaakt. De hoogleraar microbiologie van de Wageningen Universiteit krijgt 2,5 miljoen euro om zijn onderzoek aan de zogeheten CRISPR-Cas-techniek uit te bouwen. Hetzelfde onderzoek waar tien jaar geleden niemand oren naar had. Een techniek waarmee heel precies veranderingen in het DNA kunnen worden aangebracht en die nu gezien wordt als een van de grootste revoluties uit de biologie.

Onderzoeksfinancier NWO noemt Van der Oost (59) een grondlegger van de techniek, een waardering die hij in de internationale media zelden krijgt. Dan gaat het altijd over groepen uit Californië en Harvard die met elkaar bekvechten over de patentrechten op CRISPR. Dat is frustrerend, moppert hij op zijn werkkamer in Wageningen. "De Amerikaanse pr-machines draaien op volle toeren. Wij zijn daar minder goed in. Maar zuur is het soms wel: zij claimen van alles wat wij voor het eerst gezien hebben."

Hij heeft deze woensdagochtend eigenlijk nog vakantie, hij is de avond ervoor teruggekeerd van een rondreis op Corsica, maar voor een gesprek over de microbiologie lijkt hij altijd tijd te willen maken. In een hoog tempo vertelt hij over de ontdekking van CRISPR. Hij toont zich niet te beroerd telkens opnieuw uit te leggen wat de kernzaken van de techniek zijn en laat geregeld zijn enthousiasme blijken. Hij vertelt hoe de code van het DNA wordt omgezet in eiwitten. "Dat is toch mooi, man! Toen ik dit op school hoorde, wist ik: ik ga biologie studeren."

Repeterende stukken

Het verhaal van CRISPR begint in de jaren tachtig in Japan, waar biologen genen van de E.coli-bacterie in kaart brengen. Ze merken op dat naast zo'n gen repeterende stukken DNA liggen. Dat is vreemd, maar ze kunnen er niets mee en laten het onderwerp rusten.

In het decennium daarop komt de genetica op stoom. Van het ene na het andere organisme wordt het DNA in kaart gebracht en opnieuw zien onderzoekers die herhalingen. "Ook wij", zegt Van der Oost. "In 2001 ontrafelden wij het DNA van een micro-organisme en stuitten daarbij op die repeterende sequenties. Maar niemand begreep wat de functie ervan kon zijn. En we vergaten het weer."

Een jaar later ontdekt een collega van de Universiteit Utrecht, Ruud Jansen, dat de repeterende DNA-stukken vergezeld werden door enkele genen. De Cas-genen, doopt Jansen ze: CRISPR associated genes. Jansen is overigens ook degene die de naam CRISPR bedenkt: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats.

Doorbraak

De volgende ontdekking komt op naam van Spaanse wetenschappers die in 2005 in die reeksen van E.coli het DNA van een virus herkennen. Van der Oost: "Het leek wel een archief. Alsof de bacterie in zijn genoom bijhield welke virussen hem ooit hadden aangevallen. Zoals het bestand waarin de politie vingerafdrukken van criminelen opslaat."

Het lijkt een afweersysteem, redeneren de Spanjaarden. En dan gaan de Wageningers dat idee te testen. Ze kweken E.coli-bacteriën op een laboratoriumschaaltje die nog niet over zo'n afweersysteem beschikken. "Die schaaltjes groeiden helemaal dicht. Alsof er een grasmat op lag. In een tweede ronde infecteerden we ze met een virus, en toen verschenen er molshopen, kale plekken in het gras. Daar waren de E.coli's dus gedood."

De derde ronde geeft de doorbraak. Daarin voorzien ze de bacterie van een CRISPR-archief met informatie over het virus. En vervolgens voegen ze daar telkens één Cas-gen aan toen en herhalen de grasmatproef. "Wij wilden weten wat de functie van die genen was", zegt Van der Oost. Bij een bepaalde combinatie blijkt de bacterie resistent. Dan is het beeld duidelijk. Het CRISPR-deel gaat op zoek naar zijn evenbeeld in het virus, waarna de eiwitten die de Cas-genen gemaakt hebben, het virus-DNA beetpakken en opentrekken. "En dan komt het laatste eiwit, Cas3, in actie en die knipt het virus-DNA aan gort."

Zo bewijzen ze dat het een afweersysteem van de bacterie is. De CRISPR is de gids, de Cas het schaartje. In hun artikel filosoferen ze nog over de mogelijkheid om dit systeem over te zetten naar een andere gastheer en eventueel zelfgidsende vlaggetjes voor de knippende eiwitten te ontwerpen. Maar daar blijft het bij.

John van der Oost: 'De Amerikaanse pr-machines draaien op volle toeren. Wij zijn daar minder goed in.' Beeld Rafael Philippen fotografie

Nog steeds zuur

Niet lang daarna nemen Amerikaanse onderzoekers zoals Jennifer Doudna van Berkeley het roer over. "Haar Cas9-gen was het toverwoord. Zij deed het met één gen, terwijl wij er zes nodig hadden. Het hare was ook veel efficiënter, waardoor het veel geschikter was om genen uit te schakelen of foutjes te herstellen. De revolutie kon beginnen."

Niettemin voelt het nog steeds zuur. "Wij hadden zo'n beetje uitgevogeld hoe het allemaal werkte. En nu claimde zij dat ze het zelf had bedacht. Maar ja, wij hadden ook iets meer aan onze pr kunnen doen. En eerlijk is eerlijk, ik moet bekennen dat wij destijds de reikwijdte van onze vondst nog niet overzagen."

Sindsdien is de techniek verfijnd en is de gereedschapskist uitgebreid. "Besef dat virus en bacterie miljarden jaren in een wapenwedloop verwikkeld zijn. Telkens weer ontwikkelde het virus eiwitjes waarmee het een stok in de CRISPR-machinerie kon steken." Die wedloop heeft onderzoekers nieuwe instrumenten geleverd - ook Van der Oost heeft inmiddels enkele patenten op zijn naam - maar de techniek is nog lang niet volmaakt.

"Wat we nu heel goed kunnen, is het uitschakelen van een gen. En in planten gebeurt dat al. Zo zijn er champignons waarbij het gen dat verantwoordelijk is voor de bruinkleuring, is uitgezet. Maar zoiets gaat vaak 'quick and dirty': je knipt het gen kapot en laat het aan de natuur over om de DNA-sequentie te herstellen. Dat is van een andere orde dan bij een mens een genetisch foutje verbeteren. Dat moet precies en veilig gebeuren. De CRISPR-gids kan nog wel eens zijn doel missen maar de specificiteit wordt steeds beter."

Genetische foutjes

Er lopen nu wereldwijd allerlei onderzoeken waarbij genetische foutjes in embryo's worden hersteld. Op laboratoriumschaal, er worden geen genetisch veranderde baby's teruggeplaatst. Hoewel dat dus nog verre toekomstmuziek is, vindt Van der Oost het een geweldig perspectief. "Het zou toch mooi zijn als we erfelijke ziektes zouden kunnen uitbannen. Maar daar moet wel een debat over komen, met het publiek, en in de politiek. Willen we dat ook?"

Maar nu wil hij genieten. "Het is toch een fantastisch mooie techniek. Wat nog mooier is: het begon ooit als een fundamenteel project - het ontrafelen van een bacterieel afweersysteem. En dat heeft ons een machtig biotechnologisch en medisch instrument opgeleverd. Je kunt er eigenlijk alleen van dromen dat zoiets op je pad komt."

Lees verder na onderstaande afbeelding.

Hoogleraar psychologie Carsten de Dreu. Beeld Rafael Philippen fotografie

Invloed van klimaatverandering op harmonie in de samenleving

De vierde Spinozapremie van dit jaar gaat naar Carsten de Dreu, hoogleraar psychologie aan de Universiteit Leiden. Het is niet de eerste onderscheiding voor De Dreu (1966), die internationaal grote naam heeft gemaakt met onderzoek naar conflicten en onderhandelingen binnen groepen en allerlei invloeden daarop.

De psycholoog, die in het Drentse Borger werd geboren en in Groningen studeerde, was de hoofdauteur van een vermaard artikel dat acht jaar geleden in toptijdschrift Science verscheen. Daarin toonden De Dreu en zijn collega's aan dat oxytocine, dat het knuffelhormoon, meer doet dan de liefde voeden.

In een reeks experimenten werd duidelijk dat het knuffelhormoon de affectie voor groepsgenoten inderdaad versterkt en het onderling vertrouwen vergroot.

Maar tegelijk voedt oxytocine de agressie jegens buitenstaanders, zij het dat die agressie defensief is; een verdediging van de eigen groep.

De Dreu kreeg eerder dit jaar een Europese subsidie van 2,5 miljoen euro - even groot als de Spinozapremie - waarmee hij onderzoek gaat doen naar de invloed van grote externe factoren, zoals een economische crisis of klimaatverandering, op de harmonie in en tussen groepen.

Dat onderzoek kan licht werpen op de vraag wat klimaatverandering gaat doen met de stabiliteit van menselijke samenlevingen.

Lees ook:
Onderzoekers krijgen 2.5 miljoen euro: 'We hopen kankercellen af te remmen'
Anna Akhmanova en Marileen Dogterom delen een fascinatie voor het cytoskelet, de ruggegraat van alle levende cellen. Samen onderzoeken ze dat. 
En beiden krijgen er een Spinozapremie voor.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden