Henk Klomp
Nadat ik deze film in Japan had gezien,was ik zo onder de indruk, dat ik een nacht niet kon slapen’, vertelt prof. Peter Peters van het Nederlands Kankerinstituut.
Op het scherm in de kamer van het gloednieuwe Nederlands Centrum voor Elektronennanoscopie (NeCEN) in Leiden draait een film van de universiteit van Osaka die tot op het eiwit nauwkeurig laat zien hoe een salmonellabacterie zich met een soort harpoen uit een cel omhoog trekt en vervolgens met zijn flagellen (lange eiwitdraden) in het water wegzwemt. ‘We zijn aanbeland op een punt dat we een brug kunnen slaan tussen de meest gedetailleerde beelden van de cel die we kunnen maken met elektronenmicroscopen en de kennis die we met röntgendiffractie hebben opgebouwd over de moleculaire structuur van eiwitten. De missie is nu de werking van de nanomachines van het leven te achterhalen.’ Peters slaagde er zelf recent in de eerste beelden te maken van ribosomen in een ingevroren cel.
Deze week, drie jaar nadat Peters de eerste subsidie voor zijn missie bij NWO loskreeg, werd het glas geheven op de opening van NeCEN. Na NWO, dat zes miljoen euro schonk, kwamen ook de Nederlandse universiteiten met 4,4 miljoen, de gemeenten met twee ton, EL&I met twee miljoen en de provincie met vier miljoen over de brug. FEI leverde de microscopen. Een professor fluistert me toe: ‘Ik krijg altijd medelijden met mijn studenten als ik ze een opname van een elektronenmicroscoop laat zien en vraag wat erop staat. Het is een nogal kaal zwart-wit beeld. Die Japanners in Osaka zijn meesters in animatie. Maar de vraag is in zo’n film natuurlijk wat microscopie is en wat animatie. Je moet tegenwoordig steeds meer oppassen voor Hollywoodscience.’
Sacha di Carlo van FEI wordt de komende twee jaar microscopist van NeCEN. Hij gaat voor klanten de twee zes miljoen euro kostende Titans van de Nederlandse microscoopbouwer bedienen. Inmiddels is de eerste microscoop al in bedrijf en leverde hij een 3d-beeld van het eiwit hemoglobine, dat zuurstof in het lichaam transporteert. Di Carlo wijst bij de Titan op het computerscherm dat een beeld geeft met daarop duizenden hemoglobine-eiwitten. ‘Onze driedimensionale reconstructie krijg je door te middelen over de aparte opnames van de miljoenen hemoglobinedeeltjes die je hier ziet’, vertelt hij. ‘Vroeger deed een microscopist daar weken of maanden over, in onze machines lukt dat in een paar uur. We gebruiken statistiek. Je gooit kapotte of teveel afwijkende hemoglobinedeeltjes in de opnames eruit. Als je maar voldoende opnames hebt van hetzelfde hemoglobinedeeltje in een sample, kun je zijn 3d-vorm herleiden en zelfs verschillende actiemodi van het eiwit destilleren. Het is allemaal statistiek.’
Zeldzame eiwitten
Het betekent wel, dat hoe groter het oplossend vermogen en hoe meer details de geleverde beelden van de nanowereld moeten hebben, hoe meer statistiek en interpretatie erin zit. Van overvloedige eiwitten zoals ribosomen of hemoglobine zijn er in één biologisch sample vaak al miljoenen; anders is dit voor de zeldzamere eiwitten, waarvan er misschien maar een paar honderd in een sample zitten. Het menselijk oog zal het onder de microscoop niet meer opmerken. ‘We kunnen een resolutie van 0,9 Angstrom halen’, stelt Di Carlo. ‘Maar het wordt op een bepaald moment wel noodzakelijk dat de gemeenschap van elektronenmicroscopisten om de tafel gaat zitten om te bepalen wat ze wel en wat ze niet meer als harde microscopie wil beschouwen.’
De Utrechtse natuurkundige Henk Stoof stelt dat alles in de nieuwe faciliteit automatisch gaat. ‘Je hoeft als onderzoeker alleen nog maar je specimen aan te leveren. Maar als FEI ergens een softwarefoutje maakt, zit de hele biologie op een verkeerd spoor.’ Terwijl FEI de buitenwacht verzekert van een gesloten naar een open innovatiestrategie te willen overgaan, is in NeCEN de microscoop toch grotendeels een black box.
