Biochemicus en Green TE-onderzoekleider Dolf Weijers: ‘Ik vind het spannend nieuwe onderzoeksvragen met andere invalshoeken te bedenken.’ Foto: Ducan De Fey
‘Een plantencel is een opgepompte autoband. Hoe kan die nu waarnemen dat je er een vinger op legt?’ Dat is een vraag die biochemicus Dolf Weijers wil beantwoorden in het multdisciplinaire Zwaartekracht-project Green TE.
‘Het kan zeker nuttig zijn, maar zelf zit ik niet in de wetenschapstraditie om steeds dieper, dieper en dieper te graven en je te beperken tot één modelorganisme. Ik ben beter in iets opzetten, dan in iets lang doorzetten. Vernieuwen door dingen samen te brengen die niet vanzelfsprekend samengaan. Want juist op grensvlakken van disciplines valt veel winst te halen: door er anders naar te kijken en andere invalshoeken te kiezen. Want als je een andere bril opzet, zie je nieuwe dingen’, vertelt biochemicus Dolf Weijers (1976) van Wageningen University & Research. Hij leidt samen met mechanobioloog Joris Sprakel het consortium Green TE (Green Tissue Engineering), dat in 2024 een NWO-Zwaartekracht-subsidie kreeg van 22,9 miljoen euro om tien jaar onderzoek te doen naar de tastzin van planten. ‘Over hoe planten voelen en reageren op aanraking is weinig bekend. Biologen hebben zich toegelegd op genen en chemische stofjes, maar hebben weinig notie van de invloed van alle krachten die er op en tussen plantencellen spelen’, zegt Weijers, één van de hoofdsprekers bij NWO Life op 27 en 28 mei in Egmond aan Zee.
Dat het kiezen van nieuwe invalshoeken succesvol kan zijn, illustreert hij met onderzoek van zijn laboratorium aan plantenhormoon auxine. ‘Daar wordt al een eeuw onderzoek aan gedaan. Het is een heel simpel stofje, maar doet verschrikkelijk veel dingen in planten: vorming van wortels en bloemen, vruchtzetting, celstrekking, noem maar op. Die reacties zijn op celniveau vaak veel sneller dan je verwacht op basis van gentranscriptie en eiwittransport. Daarom hebben we vorig jaar fosfoproteomics ingezet en achterhaald dat auxine heel snel een hele trits eiwitten fosforyleert. Binnen tien minuten past een cel wel 5 procent van al zijn eiwitten aan. En dat blijkt evolutionair een oeroud systeem, wat zowel werkt in landplanten, levermossen en algen’, aldus Weijers. Een compleet nieuw inzicht met grote implicaties voor groei en ontwikkeling van planten, gepubliceerd in Cell (4 januari, 2024).
‘Hoe kan zo’n autoband nu waarnemen dat je er een vinger op legt?’
Het illustreert ook Weijers fascinatie voor fundamenteel en nieuwsgierigheidsgedreven onderzoek. Terwijl hij nooit aan een universiteit studeerde, maar vanaf 1993 de hbo-opleiding voor laborant in Enschede deed. ‘Pas toen ik in de collegebanken zat ontdekte ik dat er zoiets bestaat als een wetenschapper: iemand die wordt betaald om nieuwsgierig te zijn en onderzoek te doen. Dat zette mij al jong op het onderzoekspoor: ik begon als 20-jarige met een promotie in Leiden en kreeg op mijn 26ste als postdoc in Tübingen al de kans om onderzoeksleider te worden’, vertelt Weijers. ‘De rol van onderzoeksleider ligt mij ook het beste: ik vind het spannend nieuwe onderzoeksvragen te bedenken en daar een andere invalshoek bij te vinden. Onderzoek doen waarvoor alles al bedacht is, ligt mij minder. Ik geloof niet dat collega’s hun wenkbrauwen optrokken omdat ik niet het geijkte academische pad heb gevolgd. Iedereen kijkt toch vooral naar wat je op de mat legt aan originele ideeën, positieve energie en gedrevenheid. Het gaf wel een extra drive om mezelf te bewijzen.’ Dat lijkt met de benoeming tot hoogleraar (in 2012), twee ERC-subsidies (in 2011 en 2019) en Vidi (2006) en Vici-beurzen (in 2015) wel gelukt.
Mini-orgaantjes
De aanzet tot Green TE, waarin zeven Nederlandse universitaire groepen uit diverse disciplines participeren, kwam doordat Weijers een aantal jaar geleden een praatje bijwoonde van Joris Sprakel, die toen in Wageningen als fysisch chemicus aan synthetische polymeren werkte. ‘Hij liet fluorescente moleculen zien die van kleur veranderen als ze druk voelen. Dat leek me heel waardevol gereedschap als het als krachtsensor in levende plantencellen zou werken’, vertelt Weijers. ‘Uit biomedisch onderzoek weten we immers al dat het kweken van mini-orgaantjes alleen lukt als de cellen zich in de juiste matrix bevinden en dat krachten een vormende rol spelen. Ook bij weefselkweek van planten hebben we sterke aanwijzingen dat dit een cruciale rol speelt.’
Experimenten met de ontwikkelde plantaardige fluorescente krachtsensor laten zien dat krachten ook biochemische signalen opleveren in levende plantencellen, wat onderzoek naar tastzin mogelijk maakt. Sprakel en Weijers zetten het eerste onderzoeksvoorstel hiervoor binnen een uur in klad op papier. ‘In eerste instantie richten we ons op modelplant Arabidopsis , maar voor de tweede fase hebben we modelsystemen beschikbaar op fylogenetische knooppunten, zoals parapluutjesmos, een varen en een alg, maar ook gewassen zoals sla. ‘In vergelijking tot een dierlijke cel is een plantencel een opgeblazen autoband. Hoe kan zo’n autoband nu waarnemen dat je er een vinger op legt?’, vraagt Weijers zich hardop af. ‘Dit project kan best nut hebben voor vermeerdering en weefselkweek: er hebben zich ook al dertig bedrijven gemeld die regelmatig op de eerste rang mogen meekijken. Maar nut of een specifieke toepassing is zeker niet onze stip aan de horizon, dat is meer begrip. We willen proberen planten beter te begrijpen.’