Hoe Cees Dekker leven wil maken

Blij verrast was Cees Dekker. De wetenschappelijke geldschieter NWO kende onlangs 40 miljoen euro toe voor zijn onderzoeksprogramma EVOLF. Met zijn team kan Dekker hiermee de komende tien jaar aan de slag. „Toen we een paar weken geleden te horen kregen dat we van de vijftig ingediende voorstellen op nummer 1 waren geëindigd, was ik daar heel blij mee.” _Een even voor de hand liggende als fundamentele vraag is: Wat is leven?_ „We hebben het over levende organismen, zoals planten, dieren en mensen. Dat zijn levende wezens. Deze tafel waar wij aan zitten, is een levenloos object. Wat is het verschil? De kleinste eenheid van biologisch leven is de cel. Eencellige organismen, amoebes en bacteriën, zijn de kleinste levende systemen. De vraag is: hoe definieer je leven? Een afdoende wetenschappelijke definitie bestaat niet. We hebben er wel een heel sterk intuïtief beeld bij. Maar nog geen bevredigende definitie. We maken daarom een lijstje van karakteristieken die alle levende systemen hebben. Ze kunnen zichzelf in stand houden; er gaan voedingsstoffen en energie in, er komen producten uit. En dat houdt een chemisch niet-evenwichtssysteem in stand. Verder moet het kunnen groeien, zich delen, zijn omgeving kunnen voelen en zich daaraan aanpassen. Neem bijvoorbeeld een bacterie die naar zijn voedsel toe zwemt, of één die zich over een aantal generaties heen aanpast aan omgevingsfactoren. Dus op dit moment hebben we een werkdefinitie.” :::inline_image 1::: _Kunt u daarmee uit de voeten voor uw onderzoek?_ „Ja, dit zijn allemaal eigenschappen waarover levende systemen beschikken. We willen een object maken met moleculen, dat zichzelf in stand kan houden, kan groeien, zich kan delen, zijn omgeving kan voelen en zich kan aanpassen en evolueren. Maar let wel: de echte systemen in de natuur zijn zeer complex. Die hebben allerlei reservesystemen. Wij gaan geen complexe bacterie bouwen, maar we benaderen de vraag: „Wat is leven?” heel minimalistisch. We gaan proberen het minimum van het minimum te realiseren in een kunstmatige cel, die toch al deze eigenschappen heeft.” _En die gaat u bouwen uit bestaande biologische elementen?_ „Ja, dat is correct.” _Er zijn meerdere onderzoeksteams bezig met iets vergelijkbaars. Bijvoorbeeld Lee Cronin in het Verenigd Koninkrijk. Wat maakt uw onderzoek anders?_ „Cronin is bezig met chemische evolutie: hoe kun je chemicaliën bij elkaar brengen zodanig dat je chemisch gezien een niet-evenwicht mengsel krijgt dat tekenen van leven vertoont? In Groningen doet Sybren Otto ook iets dergelijks. Wij kiezen met EVOLF specifiek voor grotere, conventionele biologische bouwstenen, zoals eiwitten, DNA en RNA.” _Uw onderzoek wordt ook in verband gebracht met het achterhalen van de oorsprong van leven. Is dat ook zo?_ „Ons onderzoek verschilt van de eerste stappen in de zoektocht naar de oorsprong van leven. We maken ons niet druk over hoe je van atomen moleculen maakt. Dat is chemie. Ook gaan we niet aan de slag om van eenvoudige chemische moleculen meer complexe eiwitten te maken. We gebruiken eiwitten en DNA als de levenloze bouwstenen om een levende cel mee te bouwen Je moet je realiseren: één eiwit is niet levend; één DNA-molecuul is niet levend. Het gaat ons om het samenspel van die moleculen. Ergens in dat samenspel ontstaat iets dat de eigenschappen kan vertonen van een levend systeem. Dan hebben we het over een levende synthetische cel.” _Ergens ligt er dan toch wel een link met onderzoek naar de oorsprong van leven?_ „Correct. Maar wij beperken ons niet tot de condities op de oeroude prebiotische aarde. Wij passen alle kennis toe die we hebben van moleculaire biologie en van levende cellen. En die gaan we gebruiken om met moleculen zo slim mogelijk een levend systeem te bouwen. We gaan de overgang van levenloze moleculen naar een levend systeem onderzoeken. Dat vind ik spectaculair. Het kan zijn dat we nieuwe wetten van zelforganisatie ontdekken; dat een celsysteem zichzelf autonoom in bepaalde structuren organiseert. Die inzichten hebben waarschijnlijk dan wel gevolgen voor ons begrip van de oorsprong van leven. Ze kunnen aanleiding zijn voor nieuwe wetmatigheden die bijvoorbeeld de oorsprong van het leven op aarde 4 miljard jaar geleden beschrijven.” _Hoe pakt u het bouwen van een levend systeem aan?_ „We zijn niet de eersten die nadenken over de vraag wat de minimale complexiteit is van een levende cel. Eerder hebben onderzoekers bestaande cellen genomen en hebben daar elementen uit verwijderd.” _Dat is van complex naar eenvoudig. Maar u gaat het andersom doen?_ „Inderdaad. En dat hebben we de afgelopen jaren al ingezet. We hebben al systeempjes bottom-up opgebouwd en daarmee successen behaald. We hebben bijvoorbeeld met een handvol eiwitten kleine systemen gebouwd, die hun energiehuishouding regelen, of die celdeling uitvoeren.” _De verwachtingen zijn hooggespannen._ „Momenteel hebben we verschillende werkende modules gebouwd. Die gaan we integreren. Dat is een nieuwe uitdaging; vooral de timing daarvan. Een cel heeft een bepaalde celcyclus. We moeten dus controlemechanismen gaan inbouwen die al deze processen in de cel in de juiste volgorde laten uitvoeren.” Enthousiast: „Dat is voor ons een fantastische uitdaging.” >„Ik hoop dat we een levende cel kunnen maken uit levenloze moleculen” - Cees Dekker, hoogleraar nanobiologie TU Delft _Bent u wereldwijd als enige daarmee bezig?_ „Nee, wij zijn wel als een van de eersten gestart. Wereldwijd zijn vervolgens netwerken ontstaan. Ze hebben allemaal hetzelfde doel: bottom-up een cel bouwen.” _In het Nederlands Dagblad zei u vorige week dat u in zekere zin bezig bent „voor God te spelen”._ „Dat kwam de afgelopen dagen ook een paar keer langs. Kijk, God is de almachtige. Wij zijn maar nietige kleine mensjes. In die zin kunnen wij nooit voor God spelen. Dat zou ongekende hoogmoed en arrogantie zijn. Aan de andere kant: in Genesis staat dat God de mens schiep naar Zijn beeld. Dat is bijzonder. Wij zijn als beelddragers van God anders dan alle andere dieren. Wij zijn Gods vertegenwoordigers op aarde. En Hij geeft de mens een opdracht mee: breng deze aarde onder je gezag en beheer die op een verantwoordelijke wijze. Dan denk ik: Hij draagt ons op om „voor God te spelen”, namens Hem onze verantwoordelijkheid te nemen. Ik bedoel dat positief en eerbiedig. Mijn wetenschapsbedrijf zie ik als een van de manieren waarop wij de schepping mogen doorgronden. Wat is het grootste gebod? God liefhebben met alles wat je hebt: Met je hart, je ziel, je geest en je verstand. Ik moet dus mijn verstand ten volle inzetten. Om met wetenschap kennis op te doen ten bate van de naaste. En daar God dan de eer voor te geven.” _Wat is uw diepste drijfveer om dit onderzoek te doen?_ „Mijn persoonlijke drijfveer is verwondering over de schepping en de Schepper. De drijfveer achter het EVOLF-programma is breder. Dat is de wetenschappelijke nieuwsgierigheid, van: hoe werkt biologisch leven?” _Het bouwen van een cel is daarbij een middel?_ „Inderdaad. Ons doel is niet per se een cel te bouwen die leeft. Maar we willen leven gaan begrijpen. Door als ingenieur iets te gaan bouwen, loop je tegen nieuwe vragen aan. Zo krijg je er een veel dieper begrip van.” :::inline_image 2::: _Wat zeggen uw inspanningen in tijd, geld en intelligentie uiteindelijk over de herkomst van leven?_ „Geen idee. We staan nu aan de start van een traject om dit te doorgronden. Wat het oplevert, is koffiedik kijken. _Wat zegt de uitkomst van het EVOLF-programma uiteindelijk over God?_ „Niet zo veel, denk ik. Mijn beeld van God verandert er niet veel door.” Nadenkend: „Er zit altijd een dualiteit in onze beschrijving van de werkelijkheid. Aan de ene kant geloof ik dat God innig betrokken is op deze werkelijkheid. Tegelijkertijd beschrijf ik deze wereld wetenschappelijk.” _U staat sinds 2009 bekend als een zogeheten theïstisch evolutionist. Is dit standpunt voor u ook nog een drijfveer om dit onderzoek uit te voeren?_ „Nee, dat is geen drijfveer. Het is niet zo dat ik per se wil laten zien dat het zo gaat. Nee, nee, nee. Echt niet. Maar het onderzoek past natuurlijk wel goed in een evolutiescenario. Na de evolutie van sterrenstelsels ontstond er zo’n 4 miljard jaar geleden leven op aarde. Dat evolueerde naar de diversiteit die we nu hebben. Ik geloof dat God dat evolutieproces in Zijn hand heeft. Dat kunnen we wetenschappelijk aardig beschrijven; maar de oorsprong van leven nu nog niet. >„We kunnen de ontwikkeling van leven wetenschappelijk aardig beschrijven; de oorsprong van leven niet” - Cees Dekker, hoogleraar nanobiologie TU Delft Dat God alles via graduele evolutionaire processen laat gebeuren, maar dan opeens bij oorsprong van leven een wonder doet, lijkt mij niet waarschijnlijk.” _Dan zou u in de valkuil van een god-van-de-gaten stappen, een god die een wonder doet op momenten waar de wetenschap geen verklaring voor heeft._ „Absoluut. Daarvoor waarschuw ik ook. Als je je geloof bouwt op hiaten in de wetenschappelijke kennis, kan het zomaar in duigen vallen als die hiaten opgevuld worden. Maar dat zou dan wel om een heel verkeerde reden zijn. Je moet je geloof bouwen op Jezus Christus.” _Hoe leest u Genesis 1 in dit verband?_ „Voor mij zegt de Genesistekst dat God de Auteur en Regisseur is van alles wat is. Dat er één God is, Die aan de oorsprong staat van zon en maan, water en lucht, vissen en vogels, bomen en dieren en mensen. Die ene God heeft ons gemaakt met een bijzonder doel. Hij heeft ons uitgenodigd tot een relatie met Hem. Ik denk dat het Genesisverhaal ons vooral een theologische boodschap openbaart. Ik denk niet dat het ons inzicht geeft in de manier waarop God schept.” _Waar hoopt u over tien jaar te staan met uw onderzoek?_ „Ik hoop dat we een levende cel hebben kunnen maken uit levenloze moleculen. Voor het grote publiek zou het een tegenvaller kunnen zijn dat we weinig meer hebben gemaakt dan een blubberig blobje spul dat langzaam groeit en zich deelt. Maar als het lukt, zal het worden gezien als een grote, fundamentele ontdekking. Van een vergelijkbare orde als de dubbelehelixstructuur van het DNA.” >„Het zou een tegenvaller kunnen zijn dat we straks weinig meer hebben gemaakt dan een blubberig blobje spul ” - Cees Dekker, hoogleraar nanobiologie TU Delft _Dan zou u in aanmerking komen voor de Nobelprijs?_ „Daar ga ik niet over. Wij proberen ambitieus, Nobelprijswaardig onderzoek te doen. Als het zou lukken, is het een mijlpaal in de wetenschap. Maar we moeten het eerst allemaal nog wel gaan doen. En dat is spannend, omdat levenloos en levend nu nog echt twee heel verschillende categorieën zijn. Het is de vraag of wij daartussen een brug kunnen slaan.”

Hoe Cees Dekker leven wil maken

Binnenland | Oorsprong van leven

RD.nl in uw mailbox?