Nobelprijswinnares was in Leiden: ‘Een wetenschappelijke rockster in ons midden’
Op 28 september bezocht de beroemde scheikundige Carolyn Bertozzi de Universiteit Leiden om te spreken tijdens de LED3 seminar. Precies één week later werd bekend dat zij de Nobelprijs voor Scheikunde zou ontvangen. De Leidse chemici Sebastian Pomplun en Hermen Overkleeft zijn fan: ‘Het is een hele eer dat we deze wetenschappelijke rockster mochten ontvangen.’ Bertozzi neemt haar prijs op 10 december in ontvangst.
De Nobelprijs voor Chemie gaat dit jaar naar klikchemie. De Nobelprijs voor Natuurkunde bekroond het decennialange onderzoek naar quantumverstrengeling. Ook met dat onderwerp houden Leidse onderzoekers zich fanatiek bezig. Lees meer: Nobelprijs voor quantumfysica: de cirkel voor de stelling van Bell is rond.
Toen Hermen Overkleeft in 2000 voor het eerst het Science-artikel van Carolyn Bertozzi las, bekropen hem twee gedachtes: ‘Eén, dat had ik zelf willen bedenken, en twee, nu weet ik wat ik met mijn carrière wil doen, nu wat ik wat chemische biologie inhoudt.’ De Leidse hoogleraar was toen postdoc en herinnert zich nog zijn onmiddellijke fascinatie. ‘Niet dat ik precies hetzelfde wilde doen, maar ik wist nu wel hoe je als chemicus naar biologie kunt kijken, en hoe je inzicht kunt krijgen met zelfontworpen en -gemaakte moleculen. Ik ben dat moment nooit vergeten, ik wist toen al dat dat artikel ons vakgebied zou veranderen en ooit een Nobelprijs zou winnen.’
Een gamechanger in medicijnontwikkeling
Overkleeft’s voorgevoel bleek juist. Op 5 november 2022, slechts een week nadat Bertozzi onze faculteit bezocht, werd bekend dat zij de Nobelprijs voor Scheikunde had gewonnen. Bertozzi was in Nederland om de Heinekenprijs voor Biochemie en Biofysica in ontvangst te nemen en had gelukkig nog een plekje vrij in haar drukke agenda om te spreken op de LED-3-seminar (zie kader).
‘Je kunt Bertozzi’s indrukwekkende portfolio onmogelijk in één lezing samenvatten’, zegt Sebastian Pomplun, universitair docent bij het LACDR. ‘Ze spitste zich daarom toe op één van haar laatste ontdekkingen, en misschien wel een gamechanger in de medicijnontwikkeling. Samen met haar team ontwikkelde Bertozzi moleculen die zich kunnen binden aan ziekmakende eiwitten buiten de cellen, om deze vervolgens af te leveren aan specifieke compartimenten binnen in de cellen, die deze eiwitten afbreken.’
'Met klikchemie kun je grote bio-moleculen als legoblokjes op elkaar klikken'
Een gezamelijk prestatie
Bertozzi deelt de prijs met collega-chemici Morten Meldal en Barry Sharpless. Samen bedachten en ontwikkelden ze de zogenaamde klik-reactie. Dit is een manier om twee grote biomoleculen aan elkaar te koppelen. Denk aan suikers, eiwitten of nucleïnezuren. Met een klik-reactie kan je die als legoblokjes op elkaar klikken, hoe je maar wilt. En ook nog eens zonder ongewenste bijproducten of een reactie aan te gaan met de omliggende moleculen. Overkleeft: ‘Samengevat heeft Sharpless het begrip “klikchemie” bedacht, en voerde Medal de eerste klikreactie uit. Een elegante en efficiënte chemische reactie gebruiken we nu op grote schaal voor onder meer de ontwikkelingen van medicijnen, het in kaart brengen van DNA en het verbeteren van materialen.’
Klikreacties in levende organismen
Maar het was Bertozzi die de klikchemie naar een hoger niveau tilde. Zij ontwikkelde klikreacties die werken in levende organismen. Haar zogenaamde bio-orthogonale reacties doen hun werk zonder de normale chemie van de cel te verstoren. Pomplun: ‘Hiermee kunnen onderzoekers bijvoorbeeld specifieke labels koppelen aan complexe biomoleculen. Die hadden anders ongrijpbaar gebleven, maar nu kunnen wij hun locaties en bewegingen bestuderen, zelfs in levende organismen.’
Klikken in Leiden
Het onderzoek bij FWN bouwt voort op het werk van Bertozzi. ‘Klikchemie is een essentieel instrument bij veel projecten bij LACDR’, aldus Pomplun. ‘Klikreacties zijn ontzettend handig en we gebruiken ze bijvoorbeeld om snel veel verschillende moleculen te produceren. Denk aan complexe moleculen zoals eiwitten, peptiden en polymeren om nieuwe geneesmiddelen te maken.
'Hier in Leiden kunnen we in ieder geval niet meer zonder klikchemie'
Ook op bij het Leids Instituut voor Chemie kunnen ze niet meer zonder klikchemie. Overkleeft zelf gebruikt het bijvoorbeeld om enzymremmers te labelen met een reportermolecuul om zo de activiteit van de remmers te kunnen monitoren. ‘Maar mijn collega Sander van Kasteren gaat nog een stapje verder. Hij gebruikt klikken om processen in de cellen in kaart te brengen, ook dynamische processen. Daarnaast gebruikt hij ook klik-achtige reacties om juist moleculen los te koppelen!’
Nobelprijs was onontkoombaar
Pomplun: ‘Alle wetenschappers die klikchemie gebruiken, wisten dat deze techniek vroeg of laat bekroond moest worden met een Nobelprijs. We zijn het er allemaal over eens dat deze baanbrekende technologie de hoogste erkenning verdient!’ Overkleeft is het daarmee eens: ‘Het laat de relevantie van ons onderzoeksgebied zien. De prijs stimuleert wetenschappers om de technologie te verbeteren en te zoeken naar nieuwe, spannende toepassingen – dat is dan ook wat we doen bij het LIC en LACDR.’
Rockende wetenschap
Voor Overkleeft is Bertozzi met haar visie een groot voorbeeld. ‘En ze is ook nog eens een heel aardig mens: na de Leidse lezing, hebben we Bertozzi en haar partner dankzij Sander meegenomen naar een concert van de Indie-Rockband Arcade Fire. Ik geloof dat ze dat veel leuker vond dan het zoveelste etentje met een stel academici.’
Pomplun besluit: ‘We zijn enorm vereerd dat we deze wetenschappelijke rockster en inspirerende persoon op ons LED3-seminar mochten ontvangen. We kijken uit naar meer geweldige wetenschap; misschien zitten er nog meer toekomstige Nobelprijswinnaars in ons sprekersbestand?’