‘Kijk buiten de eigen vakdisciplines’
Voor goed onderzoek is het nodig om buiten de grenzen van vakdisciplines te kijken, stelt hoogleraar moleculaire en cellulaire biochemie Remus Dame in zijn oratie op 10 mei. Zo zouden processen die plaatsvinden op DNA niet alleen moeten worden onderzocht in een reageerbuis maar ook in levende cellen.
Meer buiten de eigen disciplines kijken is van belang voor kwalitatief goed onderzoek, stelt Remus Dame in zijn oratie. Dame en zijn collega’s onderzoeken het opvouwen en weer ontvouwen van DNA in de cel. De afgelopen jaren bouwde hij samen met collega’s uit verschillende disciplines een geïntegreerde onderzoeksgemeenschap op om de grote vragen binnen het veld te kunnen onderzoeken. Deze disciplines zijn ook vertegenwoordigd binnen zijn onderzoeksgroep. Samenwerking in zo’n omgeving is niet altijd eenvoudig, omdat niet iedereen dezelfde ‘taal’ spreekt. Het is voor wetenschappers dan ook erg belangrijk dat zij een passie hebben voor onderzoek dat over disciplinaire grenzen heengaat. Het openstaan voor verschillende standpunten en het halen van meerwaarde uit diversiteit zijn belangrijke vaardigheiden voor een loopbaan zowel binnen als buiten de academie, stelt hij in zijn oratie.
Meters DNA opvouwen
Door gebruik te maken van methoden en benaderingen uit uiteenlopende disciplines kon Dame tot in detail de werking van het H-NS eiwit ontrafelen. Dit eiwit bevindt zich in bacteriën en heeft een functie vergelijkbaar met die van histon-eiwitten in menselijke cellen. De grootste menselijke cellen zijn zichtbaar met het blote oog. Bacteriële cellen zijn tien- tot honderdmaal kleiner en zijn met het blote oog niet te zien. In beide type cellen bevinden zich compact opgevouwen DNA-moleculen van respectievelijk enkele millimeters tot enkele meters lang. Veel is nog onbekend over hoe het genetische materiaal zo goed wordt opgevouwen dat het past in deze cellen. Dame ontdekte dat het H-NS-eiwit lussen in DNA kan maken, wat helpt bij het compact opvouwen van het DNA en verklaart hoe het van structuur kan veranderen.
Moleculair of cellulair niveau
Dame en zijn collega’s beperken zich hierbij sinds kort niet meer tot de reageerbuis; ze onderzoeken of hun modellen ook in levende cellen stand houden. Dit is belangrijk omdat in de reageerbuis DNA en geselecteerde eiwitten in een simpele ‘fysiologisch relevante’ zoutoplossing worden samengevoegd, terwijl de celsamenstelling veel ingewikkelder is. Dame: ‘Onderzoekers kijken vaak of naar moleculen in een reageerbuis of naar levende cellen, maar je moet je eigenlijk op beide richten omdat je anders de verbinding tussen de twee mist.’ Het is ook goed om op verschillende lengteschalen onderzoek te doen, vervolgt hij. ‘Je kunt naar het H-NS eiwit en de werking daarvan kijken op celniveau, maar ook op eiwitniveau. Normaal gesproken zien we deze niveaus los van elkaar, maar eigenlijk moeten we ze zien te integreren. Gelukkig doen we dat steeds meer.’
Het belang van fundamenteel onderzoek
Tegelijkertijd benadrukt Dame in zijn oratie het enorme maatschappelijke belang van fundamenteel onderzoek. ‘Het kan lang duren voor er iets uitkomt, maar we moeten daar als onderzoekers, maar ook als maatschappij, geduld voor hebben. Je hebt nu eenmaal een basis nodig. Als voorbeeld noemt hij zijn ontdekking dat het H-NS eiwit niet statisch is maar dynamisch. ‘Het kan ‘open’ zijn, dan heeft het een soort handjes waarmee het kan binden aan DNA. Als het ‘dicht’ is, zitten de handjes als het ware gebonden op zijn rug en bindt het niet aan DNA. We hebben ook ontdekt dat zoutcondities deze bindingseigenschappen van H-NS kunnen beïnvloeden. Deze kennis biedt aanknopingspunten voor heel praktische toepassingen. Mogelijk kunnen we moleculen vinden die precies op het H-NS eiwit passen, waardoor je gericht bepaalde groepen genen in bacteriën aan- of juist uitzet. Je kunt zo wellicht een nieuw type antibiotica ontwikkelen dat de groei van bacteriën afremt.’
Een natuurlijke omgeving
De komende jaren hoopt Dame zich nog meer te richten op levende cellen. De eerste resultaten zijn veelbelovend, maar ook nog beperkt, omdat de cellen worden blootgesteld aan simpele, gecontroleerde veranderingen in de omgeving. Hij hoopt de huidige gereedschapskist, inclusief nieuwe benaderingen gebaseerd op sequencing en live-cell microscopie, meer en meer in te zetten voor studies in een natuurlijke omgeving.
Tekst: Carin Röst