Wetenschap - 28 juni 2018

Heel gericht in de genen knippen - Spinozawinnaar John van der Oost: ‘CRISPR-Cas is echt revolutionair’

tekst:
Gastredacteur
1

De ‘Nederlandse Nobelprijs’ heeft John van der Oost sinds vorige week op zak. Volgens de geruchten maakt de Wageningse hoogleraar Microbiologie ook kans op een échte Nobelprijs voor zijn baanbrekende werk aan CRISPR-Cas. ‘Maar ik probeer me daar niet mee bezig te houden. Ik vind de Spinozapremie eigenlijk veel mooier.’

tekst Nienke Beintema  foto Rafaël Philippen

Persoonlijk hoogleraar Microbiologie John van der Oost: ‘Je kunt met CRISPR gewassen resistent maken tegen droogte, ziekten of zout.’
Persoonlijk hoogleraar Microbiologie John van der Oost: ‘Je kunt met CRISPR gewassen resistent maken tegen droogte, ziekten of zout.’

CRISPR-Cas geldt tegenwoordig als toverwoord in de levenswetenschappen. Wat is het eigenlijk?
‘CRISPR-Cas is een moleculair systeem waarmee je op specifieke plekken in DNA een knip kunt aanbrengen. Zo kun je in principe elk gen van elk organisme veranderen. Deze manier van genome editing is veel makkelijker, nauwkeuriger en efficiënter dan andere vormen van genetische modificatie. Echt revolutionair.’


Welke rol heb je gespeeld bij de ontdekking hiervan?
‘CRISPR is een jaar of tien geleden ontdekt als systeem in het DNA van bacteriën. Het gaat om DNA waarin kleine stukjes genetische code steeds worden herhaald. In 2005 ontdekten buitenlandse onderzoekers dat er in dat DNA fragmenten zitten die identiek zijn aan stukjes virus-DNA. Daarom dachten ze dat het wellicht een onbekend soort afweersysteem is, waarmee bacteriën zich beschermen tegen virussen. Een systeem dat het DNA van een binnenkomend virus herkent, om het daarna onschadelijk te maken. Ik vond dit zo spannend klinken dat ik besloot een deel van mijn Vici-onderzoeksgeld te gebruiken om uit te zoeken hoe het CRISPR-systeem werkt. We waren wereldwijd een van de eerste groepen die daaraan begonnen, dus de timing was fantastisch. We konden aantonen dat het inderdaad ging om een afweersysteem. En we toonden voor het eerst aan dat CRISPR-Cas geschikt is voor algemene genome editing.’

Als er geen DNA-uitwisseling was, kropen we nu nog als bacteriën door de modder

Hoe werkt dat dan?
‘Dat CRISPR-DNA, met daarin stukjes virus-DNA, werkt als een database van indringers. Een soort archief met vingerafdrukken. Om die informatie te kunnen gebruiken, moet dat DNA worden overgeschreven in de vorm van RNA, een proces dat we kennen van de normale eiwitsynthese in elke levende cel. In dit geval wordt er CRISPR-RNA gemaakt dat als gids dient om DNA-knippende enzymen zoals Cas naar de juiste plek in het virus-DNA te leiden. Alleen als er een match optreedt, zal Cas aan dat DNA binden en het vervolgens knippen. Zodra het enzym een knip maakt in het DNA van een bepaalde cel, gaan er reparatie-eiwitten aan de slag die die breuk proberen te herstellen. Vaak gebeurt dat met kleine foutjes die leiden tot inactivatie van dat gen. Maar je kunt op de plek van de knip ook een heel nieuw stukje DNA invoegen.’


Gebeurt dat al in de praktijk?
‘In de biotechnologie wordt dit al volop gebruikt, om micro-organismen en planten bepaalde gewenste eigenschappen te geven. Bij bacteriën en schimmels gebruiken bedrijven de CRISPR-techniek om de productie van bijvoorbeeld biobrandstoffen te verbeteren. Ook in planten werkt het heel goed. In Amerika zijn er bijvoorbeeld appels op de markt die niet meer bruin verkleuren als je ze aansnijdt. Er zijn ook al veel voorbeelden van succesvolle genome editing van humane cellen. Je kunt genen bijvoorbeeld heel gericht uitschakelen om te onderzoeken wat precies hun functie is. Een volgende stap is mensen beter maken, maar dat is voor de meeste genetische ziekten nog ver weg.’


Spelen er ook ethische kwesties?
‘Ja, er kleeft nog altijd een nare bijsmaak aan alles was met genetische modificatie te maken heeft. Maar in feite is CRISPR-Cas niets anders dan wat er in de natuur gebeurt. Als er geen uitwisseling van DNA was, dan zouden wij nu nog als bacteriën door de modder kruipen. Wat wij doen is eigenlijk niets nieuws, we doen het alleen veel sneller dan het in de natuur gebeurt.’


Wat zijn de meest kansrijke toepassingen?
‘Je kunt gewassen bijvoorbeeld resistent maken tegen droogte, ziekten of zout. Of je kunt hun opbrengst sterk vergroten. Met de almaar groeiende wereldbevolking kan dat heel belangrijk worden. Je kunt micro-organismen bepaalde medicijnen laten maken, of biobrandstoffen of bioplastics. Natuurlijk moeten we heel goed in de gaten houden dat de eindproducten veilig en gezond zijn. Maar die discussie is wat mij betreft nogal uit de bocht gevlogen. Met CRISPR kunnen we heel gericht wijzigingen aanbrengen in het DNA. Het is een geweldige techniek waar we veel mooie dingen mee kunnen doen.’


Weten de mensen dat dan onvoldoende?
‘Ja, ik denk dat we daar vooral in het verleden steken hebben laten vallen. Dat wij als wetenschappers al tientallen jaren geleden het verhaal van genetische modificatie beter hadden moeten uitleggen. Ik denk dat het vooral belangrijk is om te benadrukken voor welke enorme uitdagingen we staan, van het wereldvoedselprobleem tot klimaatverandering en het opraken van fossiele brandstoffen. We moeten beter uitleggen wat er nu allemaal mogelijk is, maar ook wat de dilemma’s zijn.’


Hoe zit het met de regelgeving?
‘Alles wat niet spontaan verandert op DNA-niveau, valt in de Europese Unie onder de strenge regels voor genetisch gemodificeerde organismen. Er wordt dus naar het proces gekeken, niet naar het eindproduct. Deze regels stammen nog uit een tijd waarin er veel minder kennis was, en veel minder technische mogelijkheden. In Amerika is de wetgeving al versoepeld: daar mag modificatie zolang het eindproduct niet te onderscheiden is van wat er in de natuur vanzelf zou kunnen gebeuren. Ook op Europees niveau moeten we daar meer over praten.’


Er gonzen geruchten dat het CRISPR-Cas-werk een Nobelprijs zal opleveren, maar er is gesteggel over wie hem moet krijgen.
‘Ja, dat klopt. Piet Borst voorspelde in een column in NRC Handelsblad dat die Nobelprijs zal gaan naar de mensen die aan de spectaculaire humane toepassingen werken. En dus niet naar de microbiologen die de basis daarvoor legden. Dat vond hij jammer. Ik heb hem destijds bedankt voor die column. Maar ik probeer me daar verder niet zo mee bezig te houden. Ik vind de Spinozapremie eigenlijk veel mooier. Dit is helemaal goed zo.’


Wat ga je doen met die 2,5 miljoen euro?
‘Wat betreft bacteriële afweersystemen hebben we nu nog maar het topje van de ijsberg in beeld. We hebben in Wageningen de vinger gelegd op een paar systemen die heel vergelijkbaar zijn met CRISPR-Cas, maar die nét iets anders kunnen. Die wil ik graag verder onderzoeken. En verbeteren, door synthetische varianten te maken. Misschien zijn er wel nóg meer natuurlijke varianten. En zo dromen we maar door, dat is het mooie van ons vak.’

Re:acties 1

  • Klaas Swart

    Mooi hè, als droom en werk(-elijkheid) zo naadloos in elkaar over gaan. Proficiat John, met je hele team.

    Reageer

Re:ageer