De eencellige microwereld van Tessa Quax

Prijs na prijs en beurs na beurs gaat haar kant op: onderzoeker en hoogleraar microbiologie Tessa Quax is de laatste tijd veel in het nieuws. De biologe doet onderzoek naar archaea, eencellige micro-organismen die geen celkern hebben en floreren in extreme omstandigheden. Haar onderzoek opent vele ogen en biedt een nieuwe kijk op virussen, die ook archaea teisteren. Maar Quax doet haar onderzoek uit nieuwsgierigheid en voor haar eigen vakgebied: ‘Ik wil gewoon weten hoe iets werkt. Het hoeft niet per se een doel te hebben.’

_{Tekst: Thomas Vos / Foto's: Henk Veenstra}

‘Alles wat we zien, mensen en dieren, is leven dat bestaat uit meerdere cellen. Maar de tree of life op aarde bestaat eigenlijk voornamelijk uit micro-organismen die we niet zien, zoals eencellige archaea. Die kunnen veel meer dan wij kunnen. Ze waren er voor ons, en ze zullen er ook na ons nog steeds zijn. Dat vind ik fascinerend, voor mij was dat echt een ontdekking,’ zegt Quax.

Erkenning

Quax is een wetenschapper pur sang. Ze doet een waarneming of vraagt zich iets af en gaat op onderzoek uit, op zoek naar een verklaring. Die nieuwsgierige houding heeft ze al haar hele leven en vormt de drijfveer achter haar werk, dat niet onopgemerkt is gebleven. Van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW) kreeg Quax recentelijk een Early Career Award. In januari ontving ze daarnaast een beurs van de European Research Council (ERC) en de Beijerinck Premie (KNAW), bedoeld voor jonge virologen.

Gefascineerd door archaea

Tijdens haar studie biologie in Utrecht wakkerden archaea voor het eerst iets aan bij Quax: ‘Een docent liet plaatjes zien van plekken waar archaea groeien, zoals zoutmeren of vulkanische bronnen. Ik was helemaal verbaasd dat er op deze plekken leven mogelijk is en wilde hiermee verder. Archaea kunnen ons zoveel leren over waar leven vandaan komt. Ik was echt meteen verkocht.’ Aan de RUG is Quax nu Rosalind Franklin Fellow, een loopbaantraject opgezet vanuit de RUG bedoeld voor veelbelovende vrouwelijke wetenschappers. Ze heeft haar eigen Quax-lab voor onderzoek naar archaea. Maar misschien nog wel belangrijker: ze levert een cruciale bijdrage aan het ontstaan van een volledig nieuw onderzoeksveld gericht op de interactie tussen archaea en virussen.

Oeroude virussen

Na enkele omwegen via onder andere Leuven en Freiburg startte Quax in de zomer van 2021 als hoogleraar bij de Faculty of Science and Engineering van de RUG. In het onderzoek dat ze hier verricht kijkt ze naar de virussen die archaea bij zich dragen: ‘Mensen, dieren en planten kunnen door virussen geïnfecteerd worden, maar archaea ook. En in dat geval is het virus aanwezig op de plek waar archaea groeien, bijvoorbeeld in vulkanische bronnen, en kan het archaea doden.’ Een belangrijke vraag voor Quax hierbij is: waar komen die virussen vandaan? Quax: ‘Het werk dat we doen laat zien dat deze virussen echt al súper súper oud zijn. Sommigen beweren zelfs dat de virussen er al waren voordat er cellen kwamen.’

Mooie vormen

Archaea-virussen zien er anders uit dan ‘gewone’ virussen. Quax: ‘Het coronavirus is zo’n mooie bol met van die spikes erop. Zo’n bol zien we vaak terug bij virussen. Bij bacteriën gaat het vaak om een bol met een staartje en voetjes eraan die kan landen op het celoppervlak. Virussen bij archaea kunnen echter allerlei vormen aannemen. Een spiraal, een stok, een fles… noem maar op.’ Quax kijkt met name naar de manieren waarop virussen archaea aanvallen en weer verlaten. Hierin deed ze al een belangrijke ontdekking: ‘We ontdekten nieuwe mechanismen. Virussen maken een soort piramidevormige deurtjes in archaea om de cel te verlaten. Dat is heel anders dan hoe andere virussen te werk gaan en dus heel uniek voor archaea.’

Pionierswerk

In haar eigen laboratorium kijkt Quax samen met studenten en onderzoekers naar infectiemechanismen van virussen van archaea. Elk onderzoeken zij een eigen virus, of bestuderen ze de gastheren, de archaea. Het lab is piepjong; Quax en haar collega’s zitten er sinds oktober 2021. Quax: ‘Het is heel erg leuk om samen een lab op te bouwen, maar ook spannend om nieuwe onderzoekslijnen te beginnen. Soms denk ik ‘s ochtends: ‘waar moet ik beginnen?’ Maar dat geeft wel energie. Er is nog zoveel te ontdekken, alsof we op een soort expeditie zijn. We moeten zelf alles ontwikkelen, zoals goede onderzoekstools. Het is echt pionierswerk.’

Nieuwsgierigheid

Omdat het onderzoek pionierswerk is, is het directe belang van Quax’ onderzoek niet altijd evident. Voor Quax maakt dat niet uit: ‘Ik wil gewoon weten hoe iets werkt. Het hoeft niet per se een doel te hebben. Nieuwsgierigheid hoort bij ons menszijn, we willen dingen begrijpen.’ Toch sluit ze haar ogen niet voor mogelijke toepassingen: ‘Er ontstaan bij dergelijke typen onderzoek altijd toepassingen. Archaea die leven in de darmen van schapen en koeien zorgen voor een hoge methaanproductie, die door speciale diëten kan worden verminderd en virussen kunnen hierin ook een rol spelen. Het onderzoek kan ons ook iets leren over virussen die mensen aanvallen. Maar toepassingen moet je niet forceren, de beste innovaties ontstaan per toeval.’

Virussen als deel van ons leven

Wel helpt haar onderzoek een nieuwe kijk op virussen te ontwikkelen. Quax: ‘Niet alle virussen zijn zoals het coronavirus, waarbij je ziek wordt en je lichaam het virus vervolgens weer opruimt. Relaties tussen gastheer en virus zijn in micro-organismen vaak veel langduriger en stabieler, en hebben soms zelfs voordelen voor de gastheer, bijvoorbeeld doordat ze de cel beschermen tegen andere dodelijke virussen. De afgelopen twee jaar hebben virussen een hele slechte reputatie gekregen, maar in mijn veld gaan we juist naar een beeld toe van virussen als vast onderdeel van ons leven. In de natuur worden cellen constant geïnfecteerd. Onze onderzoeksgemeenschap groeit dan ook hard.’

Anderen inspireren

Dat er meer aandacht voor dit onderzoek is, is wel te zien aan de prijzen en beurzen die Quax in korte tijd ontving. Quax: ‘Daar ben ik heel blij mee. Ik hoop er op dat meer mensen hun nieuwsgierigheid zullen volgen en dat dit jongeren inspireert om uit te zoeken hoe dingen werken door onderzoek te doen. Het gaat erom dat je iets leert, niet zozeer om de eindproducten die daaruit volgen. Als je dat leren stimuleert komt er vanzelf veel moois uit.’