Sciencepalooza

Bacteriën voor energie

Vorige week woonde ik een lezing bij van de wetenschapper/ondernemer Craig Venter die door de Nederlandse Vereniging van Biochemie was verkozen tot spreker van het jaar. Deze eer is in het verleden gegaan naar niet de minste wetenschappers. James Watson, de ‘ontdekker’ van het DNA, en meer latere Nobelprijswinnaars gingen Venter voor. Wat maakt Craig Venter nu zo'n bijzondere wetenschapper? Behalve een enorme ambitie heeft hij een scherpe focus die hij combineert met slim ondernemerschap. Venter is een rebel in onderzoeksland en zoekt graag de uiterste grenzen van de wetenschap op.
Een van deze grenzen is of wetenschappers in staat zijn zelf leven te creëren. Venter heeft hiervoor een eerste belangrijke stap gezet door het DNA in een cel, het genoom, te vervangen door DNA dat volledig in het lab is gesynthetiseerd. Dit nu is geen sinecure. DNA kan in een machine worden gesynthetiseerd, maar alleen in kleine fragmenten.
Het team van Venter heeft met behulp van deze DNA-fragmenten het genoom van een eenvoudige bacterie op een ingenieuze manier stukje bij beetje opgebouwd. Daarna is het in een bacterie geplaatst als ultiem bewijs dat het synthetisch DNA werd geaccepteerd, normaal functioneerde en zich ging vermenigvuldigen. Een stap verder ging de uitwisseling van nagemaakt DNA tussen twee soorten bacteriën. Deze soorten verschilden genetisch net zo veel van elkaar als het DNA van de mens en de muis. Ook dit experiment was succesvol en daarmee ook de allereerste genoomtransplantatie.
Tijdens de lezing vergeleek Venter de functie van DNA een aantal keer met de werking van software. Een bacterie met nieuw gesynthetiseerd DNA werd bijvoorbeeld 'geboot’ (opgestart) en hij noemde DNA 'de software van het leven’. Over genoomtransplantatie was hij nog lyrischer, hij vertelde dat 'als je de software verandert, je de soort kunt veranderen’ en zo als het ware van een mens een muis kunt maken. In deze analogie gaat onderzoeker Natalio Krasnogor van de Universiteit van Nottingham nog een stap verder. Krasnogor ontving vorige maand geld voor het ontwikkelen van het biologische equivalent van een computer-'operating system’. Dat zou een soort Windows voor biologisch leven moeten worden, wat het veranderen van bacteriële eigenschappen nog makkelijker zal maken.
Leuk, maar wat heb ik d'r an? denkt u wellicht. Behalve het af en toe veroorzaken van voedselvergiftiging kunnen bacteriën ook allerlei nuttige stoffen produceren. Een zelf gecreëerde bacterie zou betekenen dat we de ultieme controle bezitten over wat een bacterie kan produceren en hoe efficiënt dit gebeurt. Vorig jaar bijvoorbeeld, toen de darmbacterie Escherichia coli in de vorm van EHEC toesloeg, werd de bacterie door een groep van de Universiteit van Californië omgebouwd tot eentje die in staat is diesel te maken uit de biomassa van planten.
Een van de ultieme doelen van het Venter-lab is om de eigenschappen van twee bacteriën te combineren. Cyanobacteriën die in staat zijn om waterstof te produceren gecombineerd met bacteriën die gebruik maken van fotosynthese zou een bacterie opleveren die met behulp van water en licht waterstof kan maken. Oliemaatschappijen zijn bijzonder geïnteresseerd in deze ontwikkelingen, getuige het feit dat ExxonMobil niet minder dan zeshonderd miljoen dollar heeft geïnvesteerd in een door Craig Venter opgericht instituut voor onderzoek en ontwikkeling van deze nieuwe generatie biobrandstoffen. Bacteriën kunnen ons dan af en toe ziek maken, maar doordat er flink aan wordt gesleuteld kunnen ze ook zorgen voor een revolutionaire oplossing van het huidige energieprobleem.