‘De biologie kreeg me bij verrassing in haar greep’

Jill Banfield in een van haar veldexperimenten met micro-organismen: ‘Ik sta graag minstens met een been in het veld.’

De Australische aardwetenschapper Jill Banfield analyseerde als eerste microbiële genomen op veldlocaties en krijgt 5 april de Van Leeuwenhoek Medal. ‘Ik bestudeer graag microben in het milieu waarin ze leven.’

‘Nee, ik denk niet dat mijn bijdrage aan de microbiologie vergelijkbaar is met die van een pionier als Antoni van Leeuwenhoek. Hij maakte eigenhandig microscopen waardoor hij in de 17de eeuw de fantastische wereld van micro-organismen voor het eerst zichtbaar maakte. Dat had een enorme impact op de wetenschap. Ik heb wel meegeholpen aan een andere manier van kijken naar microben, maar met methodes die door anderen zijn ontwikkeld voor onderzoek aan reine culturen. Ik deel wel Van Leeuwenhoeks fascinatie en plezier om op rare plekken op zoek te gaan naar microbieel leven’, zegt de Australische geomicrobioloog Jillian F. Banfield (1959) van de University of California in Berkeley, vanuit haar woning in Californië in een Teamsessie. Ze ontvangt woensdag 5 april in Papendal als eerste vrouw de Van Leeuwenhoek Medal 2023 van de Koninklijke Nederlandse Vereniging voor Microbiologie. Een eervolle onderscheiding die slechts eens in de tien tot twaalf jaar wordt uitgereikt: aan grootheden als Louis Pasteur (1895), Martinus Beijerinck (1905), Carl Woese (1992) en Craig Venter (2015). Banfield ontvangt de medaille voor haar pionierswerk om via metagenomics en proteomics allerlei microbiële gemeenschappen te bestuderen.

TEKSTBOEKEN

‘Ik ben helemaal niet opgeleid in de biologie. Ik ben een aardwetenschapper en mineraloog die zich vooral bezighield met bodems als het product van verwering van gesteentes als graniet. Daarbij spelen micro-organismen zeker ook een grote rol, maar dit viel destijds grotendeels buiten het aandachtsgebied van aardwetenschappers. Rond 1995 besloot ik me te verdiepen in biologie door biologische tekstboeken te lezen. Ik weet nog dat ik me er toen over verbaasde dat er suiker in dna zit. De biologie kreeg me echt bij verrassing in haar greep. Ik werd vooral gegrepen door welke fascinerende analyses je allemaal kon doen met dna-sequencing. Op een beslissend moment, want ik zat destijds in een tenuretrack om hoogleraar te worden. Ik ben begonnen 16S-ribosomaal-rna-gensequencing en fluorescentie-in-situhybridisatie toe te passen om microbiële gemeenschappen in kaart te brengen. Dit ging al snel over in genoomsequencing en vervolgens community genomics, nu omgedoopt tot metagenomics.

‘Ik weet nog dat ik me er toen over verbaasde dat er suiker in dna zit’

‘Het begon op een zure afwateringslocatie van een mijn en breidde zich vervolgens uit naar vele andere veldlocaties. De aanpak leverde veel interessante informatie over microbiële gemeenschappen en bracht ook veel compleet onbekende bacteriën en archaea aan het licht. We werken nog steeds veel met monsters van extreme veldlocaties: uit mijnen, rivieren, geisers, en een van mijn PhD-studenten werkt bijvoorbeeld nu aan darmmicrobiomen bij pasgeboren kinderen’, vertelt Banfield. In twee sleutelpublicaties (Nature, 2004 en Science, 2005) maakte ze duidelijk hoe genoomanalyses inzicht kunnen bieden in hoe microbiële gemeenschappen functioneren en interacteren met hun omgeving. Hierover zou nog een stroom van publicaties volgen.

RECONSTRUEREN

‘Het mooie van metagenomics is dat je zo complete, of bijna complete, genomen van bacteriën en archaea kunt reconstrueren, ook van soorten die niet goed kweekbaar zijn en van hun virussen en andere mobiele genetische elementen. In het lab kweken is lastig en rein kweken van sommige organismen lukt waarschijnlijk nooit. Micro-organismen hebben elkaar immers vaak nodig en leven samen, bijvoorbeeld in symbiose met elkaar. Dat maakt ze juist extra interessant. Het liefst bestudeer ik microben niet in het laboratorium maar in het milieu waarin ze leven. Met proteomics of andere -omics kun je ook echt volgen hoe ze met elkaar en hun omgeving interacteren. Ik ben nog steeds een aardwetenschapper en sta ik graag met minstens een been in het veld’, vertelt Banfield.

‘Micro-organismen worden al veel ingezet om verontreinigingen in water en bodems op te ruimen, maar ik denk dat er nog veel bredere toepassingen mogelijk zijn van bioremediatie. Bijvoorbeeld in het bestrijden van de uitstoot van broeikasgassen en voor toepassingen in de landbouw. Vooral landbouwkundige toepassingen zijn interessant omdat we daar het systeem toch al sterk manipuleren. Door metagenomics en crispr-technieken te combineren zijn er tal van toepassingen te bedenken waarbij we ook microbiomen buiten het lab kunnen verbeteren. In de akkerbouw, maar ook in de veeteelt. Eigenlijk overal waar microbiomen een belangrijke rol spelen’, meent Banfield. Over zulke soort- en locatiespecifieke bewerkingen van microbiële gemeenschappen – microbiome community editing – publiceerde ze in december 2021 in Nature Communications, samen met universiteitsgenoot en Nobelprijswinnaar Jennifer Doudna.

Nobelprijswinnaar Jennifer Doudna (links) heft het glas op de toekenning van de Van Leeuwenhoek Medal aan haar universiteitsgenoot Jill Banfield (rechts). Foto: Still uit Tweet, The Banfield Lab, 27 februari 2023.

‘We werken veel samen en ik heb haar ooit nog op het spoor gezet van crisprs, toen deze systemen onverwacht opdoken in onze metagenomicsdata’, vertelt Banfield. ‘Ik ben zeker niet jaloers op haar, want die Nobelprijs heeft ze dik verdiend.’ Aan jonge biologen heeft ze een simpel advies: ‘Plan niet te veel, grijp kansen als ze langskomen en zorg er vooral voor dat je er plezier in hebt.’

Zie ook: 'Microbioloog Jill Banfield krijgt als eerste vrouw ooit de Van Leeuwenhoek-medaille' - Trouw, 5 april