Van dna naar synthetische biologie

Wie zich op de rand van de kennis beweegt, heeft eveneens goed uitzicht op de onontgonnen velden van de wetenschap. Dat geldt zeker voor dna-onderzoek: dat is een sprookjesland, én een maatschappelijk mijnenveld.

Een terrein vol hypothesen, een sprookjesland, waarbinnen veel te zien en te ontdekken is; zo beschrijft Marius Sirks het dna-onderzoek in 1941. Hij was destijds hoogleraar variabiliteits- en erfelijkheidsleer in Groningen. In zijn tijd speurden de biologen verwoed naar de genen, die ergens in cellen verborgen zaten – nog onbereikbaar voor microscopische technieken van die tijd.

 

Sirks schreef geregeld voor het Vakblad voor Biologen, in zijn beeldende stijl. In het artikel ‘Het chromosoom als genencomplex’ uit 1941 beschrijft hij hoe de biologen al vanaf de eeuwwisseling massaal op jacht zijn naar het gen. Dat er zoiets als genen moest zijn, wisten zij door de herontdekking van het werk van Mendel, ‘met zijn wèl-overwogen proefnemingen, zijn wiskundig-zekere behandeling der uitkomsten en zijn scherpzinnige gevolgtrekkingen’.

 

De wetenschappers vermoedden dat die verduvelde genen zich schuilhielden in de chromosomen. Sirks somt de argumenten op. ‘Hun periodieke zichtbaarheid, afgewisseld met een verdwijnen in het onwaarneembare, hun verfijnde overlangsche deelbaarheid in twee volkomen gelijke helften tijdens de deeling van de celkern en de uitermate groote zorgvuldigheid waarmee de beide helften ieder aan één van de beide nieuwe celkernen als deelingsproducten werden toegewezen, het waren alle factoren die ertoe bijdroegen aan deze chromosomen meer dan oppervlakkige beteekenis toe te kennen.’

 


 

 

 

Maar hoe zat het nou precies? Hoe moeilijk zou het zijn, de celdeling echt te begrijpen? Welke rijkdommen levert dit sprookjesland? ‘Aan de toekomst de beantwoording’, besluit Sirks, waarbij hij nadrukkelijk pleit de multidisciplinaire aanpak; een harmonische samenwerking tussen genetici, cytologen en chemici.



HELIXSTRUCTUUR

Fastforward naar die toekomst. In 1953 weet men dat de genen inderdaad in de chromosomen wonen, zelfs de helixstructuur van dna is gekraakt. Wat als hét verre doel in de toekomst lag, is nu bereikt. Een halve eeuw later ontrafelt de wereld zelfs de genetisch code van de mens, in het Human Genome Project.

 

Opvallend genoeg is het kraken van de dubbele helix door Watson en Crick geen groot nieuws in het Vakblad voor Biologen, dat vooral aan Nederlands onderzoek aandacht besteedt. Het is meer zo dat de helix langzaam de verhalen binnensijpelt. Het uitzicht over de toekomst verandert mee: sterker dan ooit lonkt genetisch manipulatie.

 

In 1956 houdt de Zweedse geneticus Åke Gustafsson een lezing over genmutaties in de plant, op een congres over chromosomen in Wageningen. Hij stelt dat de tijd niet ver weg is dat men het mutatieproces kan controleren of sturen, zo staat in het verslag. Hij heeft gelijk. Het tijdperk van de genetische manipulatie breekt aan. Daarmee komt ook de maatschappelijke discussie en de roep om toezicht en regulering. ‘Tweede Kamer wil reacties over DNA-onderzoek’, aldus een kop uit 1978.

 

‘Het huidige onderzoek zou kunnen voeren naar de echte fabricatie van nieuwe organismen’, schrijft in 1978 plantgeneticus Anton Quispel, lid van de commissie belast met de toezicht op genetische manipulatie. Hij wil dat een brede commissie ‘bepaalt of we deze ontwikkeling willen en of, en hoe de maatschappij deze ontwikkeling kan verdragen’. Quispel vindt dat de regering na te lang treuzelen aan de bak moet.

 

Warm pleitbezorger voor genetisch manipulatie in het vakblad was plantengeneticus Rob Schilperoort, de Leidse pionier in het modificeren van gewassen. Zijn naam is onlosmakelijk verbonden met het binaire vectorsysteem, een methode waarbij de kroongal-veroorzakende bacterie Agrobacterium wordt gebruikt om genen in te brengen in planten-dna.

 


 

FOTO: NATURALIS BIODIVERSITY CENTER



MELKKLIEREN

Wereldnieuws schrijft Nederland in 1992, met de geboorte van stier Herman en zijn halfzus Ineke. Biovisie, de opvolger van het Vakblad voor Biologen, kopt: ‘Twee gezonde transgene kalveren.’ Het blad legt uit: ‘De celkernen van Herman en Ineke bevatten een extra stukje DNA, dat de melkklieren moet aanzetten tot de productie van het eiwit lactoferrine.’ Met de lactoferrineproductie werd het uiteindelijk niets; Ineke bleek geen lactoferrine aan te maken, de dochters van Herman ook niet. Stier Herman was echter wél het wereldnieuws dat het maatschappelijk debat liet ontvlammen, ook in Bionieuws .

 

Opvallend is het artikel ‘Vaticaanse bio-ethicus noemt Herman “geen probleem”’ uit 1993. ‘Dierenbescherming ver over de schreef’, schrijft Bionieuws in 1994 wanneer die organisatie een poster maakt met een vrouw met koeienuiers, in protest tegen de biotechnologie. In 2001 volgde het maatschappelijk debat Eten en Genen van Jan Terlouw, met uiteindelijk vooral brave aanbevelingen. Genetische manipulatie heette voortaan genetische modificatie, om negatieve connotaties te vermijden. Aan de standpunten van voor- en tegenstanders veranderde dat niets.

 

De biologen werkten ondertussen door. Er kwam tussen 2003 en 2013 een miljard euro beschikbaar voor het Netherlands Genomics Initiative, en de dna-technologie Crispr-Cas rees vervolgens als nieuwe ster aan het biotechfirmament. Opnieuw verschuift het ijkpunt: het nieuwe doel is een levende cel bouwen. Bert Poolman zei daarover in Bionieuws dat de een dat shockerend vindt, en de ander zijn schouders ophaalt: ‘De ethische vraag hoe ver we willen gaan is belangrijk wanneer wij op termijn het potentieel van het genoom- en synthetisch biologisch onderzoek willen benutten.’

 

De technische mogelijkheden van dna-technologie zijn in een eeuw immens veranderd, die maatschappelijke vraag verandert nooit: hoe ver wil men gaan? Welke kansen zijn er, welke angsten? ‘Het moge nog lang blijven rommelen in de genetische manipulatie!’, aldus een hoofdredactioneel uit 1978. Dat doet het nog altijd. En de wetenschap? Die marcheert door, naar onontdekte velden.



Opvallend genoeg is het kraken van de dubbele helix door Watson en Crick geen groot nieuws in het Vakblad voor Biologen




Een eeuw genen in citaten

Y-chromosoom bevat genetisch informatie

‘Resumerende kunnen wij dus met vrij groote zekerheid zeggen, dat het Y-chromosoom niet meer als “leeg” mag worden beschouwd’

 

– dierkundige G. Brouwer, VvB , 1927



Mens heeft 46 chromosomen

‘Op een enkele uitzondering na menen alle onderzoekers nu 46 chromosomen te kunnen waarnemen’

 

– geneticus A. Koopmans, VvB , 1959



Helix van Watson en Crick en dna-synthese

‘Deze hypothetische structuurformule maakt het mogelijk zich een voorstelling te vormen over de synthese van nieuwe DNA-moleculen en dus van nieuwe chromosomen’

 

– geneticus A. Koopmans, VvB , 1960



Wettelijke regeling voor werken met recombinant-dna

‘Het is een hachelijke zaak om wetten te formuleren tegen niet-aantoonbaar risico van onderzoek dat niet-aantoonbaar nut kan afwerpen voor de samenleving’

 

– anoniem voorwoord, VvB , 1978



Ethiek en biotechnologie bij dieren

‘Nee-tenzij-beleid sluit positieve mogelijkheden niet uit’

 

– ethicus Egbert Schroten, Biovisie , 1990



Toekomstverwachtingen biotechnologie

‘De biotechnologie zal zich in de volgende eeuw ontwikkelen tot een “mega-technologie”’

 

– plantengeneticus Rob Schilperoort, Bionieuws , 1991



Genenkaart chromosoom 21 en Y-chromosoom gepubliceerd

‘Deze resultaten zijn een bewijs dat het genoomproject een stuk sneller gaat dan sceptici enige jaren geleden voor mogelijk hielden’

 

– humaan geneticus Gertjan van Ommen, Bionieuws , 1992



Duizendste complete genoom publiek gemaakt

‘We zijn echt nog lang niet uitgesequenst’

 

– Keygene-directeur Arjen van Tunen, Bionieuws , 2009



iGEM: bouw-je-eigen-bacterie-wedstrijd voor studenten

‘De iGEM daagt studenten uit een eenvoudig microorganisme een nieuwe eigenschap te geven’

 

– onderwijsartikel Bionieuws , 2011



Ethische vragen rond synthetisch biologie

‘Samen met onder meer Cees Dekker heb ik de ambitie om een levende cel te bouwen uit losse moleculen’

 

– biochemicus Bert Poolman, Bionieuws , 2013



Genredigeren met Crispr-Cas

‘Je kunt met grote nauwkeurigheid foute genen uitschakelen of op een vooraf bedachte locatie in het dna een ontworpen genconstruct inbouwen’

 

– microbioloog John van der Oost, Bionieuws , 2013