Ons genoom in getallen gevat
‘Daar waar vakgebieden elkaar raken, liggen de spannendste wetenschappelijke vragen.’ Dat stelt John van Noort, hoogleraar Biofysica, in zijn oratie. Zijn eigen onderzoek speelt zich af op de grens van biologie en natuurkunde. Oratie op 23 april.
Vaak krijgt hij de vraag of hij nou bioloog of natuurkundige is. ‘Eigenlijk maakt me dat niet zo veel uit,’ zegt hoogleraar Biofysica John van Noort. ‘Zolang ik maar spannende wetenschap kan doen. Juist wanneer disciplines samenwerken, ontstaat vernieuwing en komen de spannende onderzoeksvragen boven.’
Wat is er zo spannend aan het onderzoek op het snijvlak van biologie en natuurkunde?
‘Door natuurkunde toe te passen op biologische vraagstukken, zijn we in staat om een kwantitatief beeld van de biologie te maken. We kunnen biologische processen vatten in getallen. En als we die getallen hebben gemeten, kunnen we zien of we die complexe biologie ook daadwerkelijk begrijpen. Het is zoals de beroemde Leidse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes al zei: we komen door meten tot weten.’
De titel van uw oratie is ‘Ons genoom in getallen’. Welke getallen over ons DNA en onze genen moet iedereen kennen?
‘Elke nieuwe groep studenten leg ik de vraag voor: hoe groot is ons DNA? Het DNA is de informatiedrager van ons lichaam: in de lange keten DNA die in elke cel van ons lichaam zit, zitten genen die coderen voor alle eiwitten die de biologische processen in ons lichaam mogelijk maken. Die DNA-keten zit slim opgerold tot een soort kluwen, zodat het in de cel past. Want rol je die kluwen uit één cel helemaal uit, dan is het een sliert van 2 meter lengte! Niet dat je het zou kunnen zien, want de keten is maar 2 nanometer dik. Die twee getallen geven aan hoe bijzonder dat enorme DNA-molecuul is.’
‘Ik doe onderzoek naar hoe dat DNA opgerold zit, hoe die twee meter gestructureerd op een kluwen zit. Hiervoor is nog een derde getal van belang: de persistentielengte. Dit getal geeft aan tot welke lengte de DNA-keten een recht stuk is, en wanneer het een kluwen wordt. Vergelijk het met een tuinslang. Een kort stukje tuinslang is eigenlijk een rechte pijp. Maar heb je tien meter tuinslang, dan wordt het een ingewikkelde kluwen. De persistentielengte van een tuinslang is 25 centimeter, zou je kunnen zeggen, en die van DNA is 50 nanometer.’
Welk getal hoopt u nog te ontdekken?
‘Dat zal een combinatie van getallen zijn. Die kluwen DNA zit niet zomaar op een propje, die zit op een ingenieuze manier opgerold. Elk gen zit op ongeveer 25 rolletjes, die we nucleosomen noemen. Ik wil graag begrijpen hoe de manier van oprollen en opvouwen invloed heeft op de genexpressie: hoe vaak maakt een cel het eiwit waar het gen voor codeert? Hoe regelt de cel dat de juiste combinatie van eiwitten gemaakt wordt? Het antwoord op die vraag zal niet in één getal te vatten zijn.’