Paco Barona Gomez klaar voor Leiden: ‘Fundamenteel onderzoek creëert mogelijkheden’
Paco Barona Gomes is de nieuwste universitaire hoofddocent bij het Instituut Biologie Leiden (IBL). De Mexicaanse onderzoekers is gefascineerd door de evolutie van natuurstoffen, die microben, planten en dieren uitscheiden. ‘Het is alsof we chemische zwarte gaten onderzoeken.’
Waarom ben je zo enthousiast over natuurstoffen?
‘Al sinds mijn promotie ben ik gelinkt aan genomics: onderzoek naar de functies van specifieke delen in het DNA. Genen zijn opgebouwd uit het DNA. De genen kunnen coderen voor natuurstoffen, zoals een antibioticum. Ik wil uitpluizen waarom microben – bacteriën en andere microscopische organismen – deze natuurstoffen maken. Vanuit de evolutie moet er een overheersende, langdurige reden zijn voor selectie plaatsvindt. Die vraag drijft mij. Waarom bestaan bepaalde natuurstoffen en zijn ze opgenomen in het genoom?’
Hoe onderzoek je dat?
‘We testen onze hypotheses over hoe de stoffen zijn ontstaan. We identificeren een DNA-streng en voeren daar experimenten op uit, zodat we kunnen zien hoe deze gedurende de tijd verandert. Kiezen van het stuk DNA is een grote gok. Er is geen label met ‘ik heb deze functie voor deze reden’. Maar als we iets vinden, voelt het alsof je de hoofdprijs wint. Je start met een blinde voorspelling in het grote universum van al het DNA. Het is alsof we onderzoek doen naar chemische zwarte gaten.
Toch hebben we al een aantal veelbelovende resultaten gevonden. En zonder er bewust mee bezig te zijn, hebben we veelbelovende genome mining tools ontwikkeld. Dat zijn algoritmes waarmee onderzoekers kunnen zoeken naar specifieke functies in het DNA. Als ze bijvoorbeeld naar nieuwe antibiotica op zoek zijn, kunnen ze het programma gebruiken om te kijken of er DNA is die verantwoordelijk is voor het produceren hiervan.’
Geeft het voldoening dat jouw programma zo’n extra functie heeft?
‘Natuurlijk. Al vind het ik ontrafelen van de onderliggende mechanismen het belangrijkst. Veel onderzoekers proberen problemen op te lossen, maar uiteindelijke toepassing verminderd door een gebrek aan kennis. Toch wil ik niet overkomen als een chemisch-evolutionair bioloog die alleen maar zijn eigen interesses achtervolgd. Mijn onderzoek heeft geleid tot een aantal nieuwe bedrijfjes, bijvoorbeeld. Maar ik denk dat de nadruk altijd moet liggen op het ‘waarom’, in plaats van hoe je iets kunt toepassen.’
Waar ga je mee aan de slag in Leiden?
‘Ik en uit Mexico meegekomen promovendi zijn het meest gefascineerd door de evolutie van natuurstoffen. Nu willen we duiken in een verwant element: de evolutie van genen in populaties. Hoe beïnvloeden het leven in een groep de selectie van genen? Dat lijkt extra interessant bij de bacterie die wij onderzoeken, Streptomyces coulicolor. In populaties zie je normaal gesproken dat een eigenschap naar de meest ideale versie wordt gedreven. Maar bij de Streptomyces zie je daarentegen chemische diversiteit. Een collectie van natuurstoffen, in plaats van maar één variant. We hebben nog geen idee waarom.
Maar heb je wel een hypothese?
‘Een voor de hand liggende verklaring is dat de variatie een kans biedt om meerdere mogelijkheden open te houden. De productie van sommige natuurstoffen is erg toxisch. En zodra een mechanisme te ingewikkeld en toxisch is, kunnen de bacteriën die dit produceren verdwijnen uit de populatie zonder dat het ten koste gaan van de hele groep.’
Draagt deze onderzoekslijn ook bij aan waarom je naar Leiden bent gekomen?
‘In Leiden kun je samenwerken met veel groepen, ook uit het planten- en het dierencluster. Daarnaast is het fijn om omringt te zijn door een kritische groep microbiologen. Dat is vrij uniek. We zijn ook al begonnen met een samenwerking met het Hortus Botanicus en met de bio-informatici. Er is een fijne combinatie tussen verschillende systemen, dat biologisch gezien breed is, maar ook met sterke expertises. De visie hier is juist, en daar wil ik graag aan bijdragen.’