Enthousiasme over moleculen

Met Lego kun je alles maken, dat weet ieder kind. En eigenlijk is dat met moleculen net zo, alleen is het wel een beetje ingewikkelder. Wetenschapsjournalist Esther Thole heeft het boek ‘Makers van leven’ geschreven, over het bouwen van leven en op de biologie geïnspireerde materialen om uit te leggen hoe dat gaat.

Thole, die onder meer redacteur is bij de website voor populair wetenschappelijk nieuws Kennislink, ging voor haar boek langs bij een groot aantal onderzoekers uit het landelijke onderzoekscentrum voor Functionele Moleculaire Systemen. Hierin werken wetenschappers van de TU Eindhoven, de Radboud Universiteit Nijmegen en de Rijksuniversiteit Groningen samen, gesteund door een zogeheten Zwaartekracht subsidie van het ministerie van OCW, waarmee de Nederlandse overheid excellent wetenschappelijk onderzoek financiert. Het enthousiasme van de onderzoekers die zij bezoekt spat van de pagina’s af, wat er voor zorgt dat je als lezer de – soms best ingewikkelde – chemische details graag tot je neemt.

Het eerste hoofdstuk onderzoekt wat nu eigenlijk leven is. Dat is niet zo eenvoudig, want de grens tussen ‘dode’ en ‘levende’ materie is alles behalve scherp. Ooit was de biochemie de chemie van het leven, het waren chemische processen waarvan men dacht dat die alleen in levende organismen voorkwamen. Totdat de Duitse chemicus Friedrich Wöhler er in 1828 in slaagde in het laboratorium de stof ureum te maken, een afvalstof die de lever produceert bij de afbraak van eiwitten. Levende en levenloze chemie bleken niet fundamenteel te verschillen.

DNA is ook al zo’n molecuul. Iedere levende cel bevat deze drager van erfelijke informatie. Maar je kunt DNA gewoon uit de losse onderdelen opbouwen, zoals geneticus Craig Venter enkele jaren geleden liet zien. Hij bouwde het DNA van een bacterie na in het lab, stopte het in een bacteriecel zonder DNA en zag dat het resultaat een levende cel was, waarin het DNA gewoon zijn werk deed.

Sommige bouwers van leven die in dit boek aan het woord komen proberen iets dergelijks: het maken van een synthetische cel uit losse onderdelen. Onder meer RUG-onderzoeker Bert Poolman vertelt daarover in dit boek. Een andere aanpak heeft Sijbren Otto, chemicus aan de RUG. Hij ontdekte moleculen die een soort ‘chemische evolutie’ vertonen, een stadium dat wellicht ooit uitloopt op iets dat wij als biologisch leven zouden herkennen.

Andere onderzoekers laten zich vooral inspireren door leven, bijvoorbeeld om extreem glibberige oppervlakken te maken waar geen vuil op blijft zitten. De inspiratie hiervoor komt onder meer van de bekerplant, die insecten vangt met gladde bekers vol verterende sappen. Maar Thole presenteert ook onderzoek dat alleen zeer indirect iets met ‘leven’ te maken heeft, zoals moleculaire systemen die zich door het lichaam verplaatsen om bijvoorbeeld heel gericht geneesmiddelen af te leveren in ziek weefsel. Dat lijkt science fiction, maar in het laboratorium is er al veel bereikt, blijkt uit het boek.

Een probleem bij het bouwen met moleculen is hoe je de bouwsteentjes op hun plek krijgt. Nobelprijswinnaar Ben Feringa (die het voorwoord voor dit boek schreef en er verder ook in voor komt) kan er over meepraten, het was een hele uitdaging om goed in beeld te brengen wat zijn moleculaire motoren precies doen. Zelforganisatie is de sleutel, eentje die ook alweer is afgekeken van de natuur. Thole laat de problemen zien die dit oplevert, gekoppeld aan de inventieve oplossingen die onderzoekers hebben bedacht.

De titel ‘Makers van leven’ kan de lezer een beetje op het verkeerde been zetten. Thole is niet alleen op zoek naar wetenschappers die leven willen maken, ze geeft een beschrijving van het onderzoek dat plaatsvindt binnen het landelijke onderzoekscentrum voor Functionele Moleculaire Systemen. Het boek behandelt een groot aantal onderwerpen, de rode draad is het ‘bouwen met moleculen’. De aanpak is ook steeds hetzelfde: Thole bezoekt een wetenschapper (van het onderzoekscentrum voor Functionele Moleculaire Systemen) in haar of zijn lab en gaat in gesprek. De wetenschappers komen dus zelf aan het woord en dat maakt dit boek aantrekkelijk, door de verhalen uit de praktijk, over onderzoek met vallen en opstaan en – zoals eerder genoemd – het aanstekelijke enthousiasme van de onderzoekers zelf.

Esther Thole: Makers van leven, Hoe wetenschappers leven bouwen in het lab. 216 blz Maven Publishing, 2018. €22,50 (Ebook €10,-)