Mare Nummer 18     10 februari 2011

18
De bacterie Escherichia coli kan van zichzelf geen aardolie opeten.
FOTO:
Eerste hulp bij olierampen
Zelfgebouwde bacteriën moeten de rotzooi opruimen

Studenten Life Science and Technology bouwden de onderdelen voor een genetisch aangepaste bacterie die olie kan afbreken. ‘Maar dat mag je niet zomaar in zee gooien.’

DOOR BART BRAUN In 2009 keken wetenschappers terug op de olieramp met de tanker Exxon Valdez, die twintig jaar eerder was verongelukt bij Alaska. Er gingen vrijwel meteen duizenden vogels, zeeotters, orka’s en zeehonden dood, maar zelfs twintig jaar later waren de littekens in het ecosysteem nog duidelijk te zien. Volgens sommige oceanologen zou het nog wel een eeuw duren voor alles was afgebroken.

De Exxon Valdez-ramp was toen de grootste olieramp aller tijden. Nog even.

De nieuwe recordhouder is de BP-olieramp in de Golf van Mexico van verleden jaar, al wezen betweters er al snel op dat het stelselmatig morsen met olie in Nigeria de afgelopen jaren nog meer olievlekken had opgeleverd.

Zou het niet handig zijn als we onze troep op de één of andere manier konden opruimen? Er bestaan bacteriën die aardolie eten, maar het zijn er weinig en ze werken langzaam – anders was die olie in Alaska al op geweest. Dat moet sneller kunnen, dacht een groep studenten Life Science & Technology.

‘Het idee was een ontworpen bacterie die olie afbreekt’, vertelt zesdejaars Eva Brinkman. Het team deed mee in een internationale wedstrijd voor studenten die bezig zijn met synthetische biologie. ‘Dat is niet zo heel anders dan de klassieke DNA-technologie’, legt Brinkman uit. ‘Het voornaamste verschil is dat je de stukken DNA die je nodig hebt, zelf kunt maken met een machine, in plaats van dat je ze moet knippen en plakken.’

Alle levende wezens op aarde gebruiken de stof DNA om hun erfelijke informatie door te geven. Een stuk DNA heet een gen, en zo’n gen komt overeen met één of meerdere eigenschappen. In theorie kun je, door een gen in een levend wezen in te bouwen, ervoor zorgen dat dat organisme de bijbehorende eigenschappen krijgt.

In de praktijk zitten daar nogal wat haken en ogen aan. Als vuistregel geldt: hoe eenvoudiger het organisme, hoe makkelijker die truc werkt. De darmbacterie Escherichia coli is relatief eenvoudig, makkelijk te kweken en al sinds jaar en dag het grote werkpaard van microbiologen en biotechnologen. Brinkman: ‘We kozen die omdat er al zoveel over bekend is, en omdat hij toch het lab niet uit zou komen. Je mag namelijk niet zomaar een genetisch veranderde bacterie in zee gooien.’

E. coli is een bacterie die normaal gesproken leeft in warme dierendarmen, waar hij met zijn gastheer mee-eet. Als je hem om wilt bouwen naar een bacterie die in koud zeewater leeft en daar aardolie opeet, moet er heel wat aan veranderen. ‘Al die eigenschappen bestonden al in verschillende andere bacteriën’, vertelt Nadine Bongaerts. ‘Wij hebben ze gestandaardiseerd en bewerkt zodat ze pasklaar overgezet kunnen worden en universeel uitwisselbaar zijn. De vakterm daarvoor is biobricks, de biologische equivalenten van componenten in een schakeling.’ Zoals een elektronische schakeling sensoren, condensatoren en andere onderdelen bevat, zo kan je door verschillende biobricks in te brengen een organisme bouwen dat nieuwe kunstjes kan.

‘Er is nu nog niet één bacterie die alles kan wat we willen. We hebben de biobricks voor alle gewenste eigenschappen gemaakt. Een gen uit algen moet ervoor zorgen dat de bacterie bij hoge zoutconcentraties kan leven. Een gen van een niet-verwante bacterie zorgt ervoor dat de E. coli een zeepachtig stofje afscheidt om de olie mee op te lossen. Weer een ander gen maakt een stofje dat ervoor zorgt dat de bacterie de olie ook echt kan opeten. Een ander type biobricks zorgt ervoor dat die genen goed samenwerken, of alleen aanstaan als ze nodig zijn.

Zo’n biobrick heeft de vorm van een zogeheten plasmide: een klein ringvormig stukje DNA. Bacteriën hebben de meeste van hun eigenschappen vastliggen op hun chromosomen - net als mensen – maar kunnen daarnaast ook die plasmiden gebruiken om erfelijke eigenschappen te gebruiken en uit te wisselen. Stop één plasmide in een E. coli, en hij gaat ermee aan de slag.

Die truc werkt echter niet meer als je een heleboel verschillende plasmiden overpompt. Bongaerts: ‘Wil je de hele bacterie aanpassen, dan moet je al die biobricks inpassen op het chromosoom. Voordat je echt wat bruikbaars hebt, ben je een paar jaar verder.’ Met de 64 verschillende biobricks wisten de Leids-Delftse studenten de finale van de synthetische biologie-wedstrijd te halen, en de prijs voor de beste presentatie.

Maar zelfs als je wat bruikbaars hebt, betekent dat niet dat je het zomaar mag gebruiken. De wereld is huiverig voor biotechnologie in het wild. ‘We zitten nu aan de rand van de biotechnologische revolutie. We kunnen de mogelijkheden en risico’s nu nog niet overzien’, zegt Bongaerts. ‘Ik denk dat het er wel van gaat komen dat we gentech-organismen gaan gebruiken om water te zuiveren, maar uitsluitend in gesloten systemen’, verduidelijkt Brinkman. ‘Waarom zouden we er zoveel geld en energie insteken, als we er geen toekomst in zien?’


De oplossing die nooit komt

De genetische bouwstenen waar de olievretende bacterie uit opgebouwd zou kunnen worden, zijn openbaar. Iedereen mag weten hoe ze in elkaar zitten en hoe ze gemaakt zijn, en mag er zelf mee aan de slag. In goed Nederlands: de biobricks zijn open source en vrij van patenten.

Het wil maar niet echt vlotten tussen het patentrecht en biotechnologie. Aan de ene kant staat het schrikbeeld van bepaalde borstkankergenen. In Amerika ligt het patent op die genen bij een bedrijf: een onderzoekster die met een zelf gemaakte methode in haar eigen DNA kijkt of zij een mutatie in die genen heeft, moet nog steeds geld betalen aan dat bedrijf.

Aan de andere kant staat een ander soort mislukking: bedrijven die allerlei prachtige medicijnen en toepassingen zouden kunnen maken, maar het niet doen omdat het patentrecht ze niet genoeg kan beschermen. Biologen, juristen, actievoerders en politici dubben al decennia lang over een goede middenweg; een oplossing waar iedereen tevreden mee is, zal er nooit komen.

Ook de LST-studentes dubben met de problematiek. Eva Brinkman: ‘Voor zo’n wedstrijd is open source goed, want dan kan je gewoon doorwerken. Er waren ook teams die uit de competitie stapten: die hadden iets gevonden dat zo interessant was dat ze het gingen patenteren.’

Het omgekeerde komt ook voor, legt ze uit: ‘Het komt voor dat een bedrijf een gen vindt, en het snel patenteert terwijl ze geen idee hebben wat ze ermee willen. Dan stagneert het onderzoek.’

‘Er is een ander soort concurrentie nodig’, verzucht Bongaerts. ‘Maar hoe die eruit moet zien?’

Na de BP-ramp in de Golf van Mexico worden met olie besmeurde pelikanen schoongemaakt in een vogelopvangcentrum in Buras, Louisiana. Foto Hollandse Hoogte

Deel op Facebook

Tweet
Deel op Facebook