Van levenloze moleculen levende cellen maken. Dat is de doelstelling van onderzoeksprogramma EVOLF, dat vandaag 40 miljoen euro binnenhaalde.


Of ze al aan de champagne hebben gezeten? ‘Alleen thuis’, lacht Gijsje Koenderink, hoogleraar bionanowetenschappen aan de TU Delft. Samen met Cees Dekker, hoogleraar biofysica aan dezelfde universiteit, is zij de leider van het onderzoeksprogramma EVOLF, waarin wetenschappers van TU Delft, AMOLF, Rijksuniversiteit Groningen, Radboud Universiteit, Wageningen University & Research, Hubrecht Instituut en VU gaan proberen zelf levende cellen te maken in het lab.

Vandaag werd bekendgemaakt dat EVOLF maar liefst 40 miljoen euro krijgt van onderzoeksfinancier NWO, in het kader van subsidieregeling SUMMIT. Zelf wisten de projectleiders het al eerder. ‘We moesten het nog een week of twee stilhouden’, zegt Koenderink, ‘dus hier op de TU aan de champagne gaan zitten zou een beetje verdacht zijn.’

 

Vliegende start

EVOLF is de opvolger van project BaSyC (lees ook het artikel 'Nederlandse onderzoekers bouwen levende cel'), en kent daardoor een vliegende start. ‘We hebben al een aantal modulen ontwikkeld’, zegt Dekker. Dat deden de onderzoekers door blaasjes gemaakt van lipiden (vetzuren) te vullen met gezuiverde eiwitten en die bepaalde functies van cellen te laten uitvoeren, zoals groei, vermenigvuldiging, splitsing of het produceren van brandstof voor de energie die hiervoor nodig is.

Het doel van EVOLF is al deze modulen te integreren tot een werkende cel, die zichzelf onderhoudt en vermenigvuldigt. ‘Tot nu toe moeten we elk proces steeds zelf aanzwengelen en vaak een handje helpen’, zegt Dekker. ‘Het splitsen gebeurt bijvoorbeeld alleen als we de cel zelf al een soort haltervorm geven, met een ingesnoerd stuk in het midden.’ Daarnaast moeten de eiwitten die de processen uitvoeren soms uit- en soms aanstaan.

 

Recept

‘Wat er nu moet gebeuren, is dat er met DNA een genoom wordt gecodeerd’, zegt Koenderink. ‘Dat is een soort recept waar alle functies die we hebben ontwikkeld op staan en waarmee de cel zélf de juiste functies op het juiste moment tot expressie kan brengen.’ Met dat recept kan het chemische mengsel in het blaasje zelf eiwitten maken die vervolgens aan de slag gaan.

Dat is een flinke uitdaging. ‘Als ingenieurs werken we modulair, maken we bouwstenen. Maar in de natuur is alles waarschijnlijk veel meer met elkaar verweven’, zegt Dekker. ‘We gaan voorbij de grenzen van wat je met rationeel denken kunt bereiken’, vult Koenderink aan.

 

Machine learning

Daarom gaan de onderzoekers hulp inroepen van kunstmatige intelligentie. Een zelflerend AI-systeem gaat de parameterruimte aftasten – dus aan de talloze verschillende knoppen draaien die het systeem bevat – om zo het complexe netwerk van biochemische reacties te optimaliseren.

‘En dat systeem registreert wat hij doet, dus kunnen we bij geslaagde experimenten reconstrueren welk pad hij heeft gevolgd’, antwoordt Koenderink op de vraag of het gevaar dan niet is dat de uitkomst straks een levende cel is waarvan nog steeds niemand weet hoe deze tot stand is gekomen.

 

Ethische vragen

Het onderzoeksconsortium bestaat overigens niet alleen uit ingenieurs, biologen, biofysici en chemici, benadrukken Dekker en Koenderink. Er doen ook geesteswetenschappers zoals filosofen en ethici mee. Die gaan zich onder meer bezighouden met de vraag hoe leven precies is te definiëren en hoe dit soort onderzoek op een ethisch verantwoordelijke manier kan plaatsvinden. ‘Daar kijken we dus meteen naar en niet achteraf’, zegt Dekker.

En of de wetenschappers met dit onderzoek niet voor God spelen? ‘Dat vraagt iedereen’, zegt Dekker – en dat is niet zo gek, want hij profileert zich nadrukkelijk als christelijke wetenschapper. ‘En ik heb het er ook wel eens met gelovige vrienden over. Maar ik zie het probleem eigenlijk niet. Ik meen dat God de wereld heeft geschapen, maar dat geldt niet alleen voor het leven. Speel je dan ook voor God als je nieuwe materialen maakt?’ Voor Dekker is wetenschap een manier om de schepping te doorgronden en daarmee iets goeds bij te dragen aan de wereld.
 

Cees Dekker en Gijsje Koenderink in het lab op de TU Delft. Foto: De Ingenieur


Maar nu staat er eerst een feestje op het programma – wellicht met champagne. ‘Aan het eind van de middag gaan we het vieren’, zegt Koenderink. ‘En nu in het openbaar en wél met iedereen!’

 

Openingsbeeld: EVOLF