Nieuws Nobelprijs Scheikunde

Dit is wat het werk van de Nobelprijswinnaars in de scheikunde betekent voor de wetenschap

De Nobelprijs voor de scheikunde gaat dit jaar naar twee Amerikanen en een Brit. De drie wetenschappers pasten de regels van de evolutie toe op eiwitten in een reageerbuis en krijgen de onderscheiding voor hun werk aan kunstmatig verbeterde enzymen en eiwitten. De betekenis van hun werk blijkt uit allerlei medische en industriële toepassingen.

Frances Arnold ontvangt met twee collega's de Nobelprijs voor de scheikunde. Beeld REUTERS

Immuuntherapie tegen kanker. De ontstekingsremmer adalimumab, tegen psoriasis, reuma en darminfecties. Maar ook nieuwe biobrandstoffen en groenere schoonmaakmiddelen. De Amerikanen Frances Arnold en George Smith en de Brit Gregory Winter ontwikkelden een hele reeks technieken om biologische moleculen te verbouwen zodat ze geschikt worden voor allerlei medische en industriële toepassingen.

Frances Arnold (1956), de vijfde vrouwelijke winnaar van de ereprijs in de scheikunde ooit, ontwikkelde in 1993 een manier om enzymen te laten evolueren in de reageerbuis, zodat ze stabieler zijn en efficiënter werken. George Smith (1941) bedacht een nieuwe manier om eiwitten te herkennen en te kweken, door zogeheten fagen (bacterievirussen) als werkpaarden in te zetten. Waarna Greg Winter (1951) de truc ging gebruiken om er ‘antilichamen’ mee te maken, kleine magneetjes die aan zieke cellen kunnen kleven en zo het immuunsysteem alarmeren.

Nee, erkent de Groningse hoogleraar chemische technologie Dick Janssen, op straat zul je van het werk van Arnold, Smith en Winter weinig merken. ‘Maar het zegt wel iets dat ik de technieken die ze ontwikkelden vanochtend nog op college heb behandeld’, zegt hij. ‘Ik heb in de pauze zelfs een filmpje van Frances Arnold laten zien. Een uur voor de bekendmaking van de Nobelprijs.’

Bioreactors voor kunstmatige verbetering van enzymen. Beeld AFP

Nederlandse chemicus

Het eremetaal lijkt Nederland trouwens net tussen de vingers door te zijn geglipt. De in 2013 jong overleden, in de VS werkzame Nederlandse chemicus Pim Stemmer wordt door het Nobelcomité nadrukkelijk genoemd als een van de grondleggers van het vakgebied. ‘Het was heel goed mogelijk geweest dat Stemmer, als hij nog had geleefd, de prijs had gewonnen’, beaamt ook Janssen.

Opmerkelijk genoeg was Frances Arnold vorig jaar nog eregast aan de TU Delft, waar ze de Jacob van ’t Hoff-lezing uitsprak, een lezing vernoemd naar de allereerste Nobelprijswinnaar in de scheikunde. ‘Dit is zo welverdiend. Ze was en is echt de koningin in dit vakgebied’, reageert hoogleraar biokatalyse Isabel Arends, die haar uitnodigde. ‘En een groot voorbeeld voor vrouwelijke bètawetenschappers bovendien.’

Chemisch technoloog Arnold werkte aan zonnecellen toen ze in de jaren tachtig op het idee kwam om enzymen – ingewikkelde fabriekjes die in cellen als chemisch gereedschap dienen – te verbouwen door ze te laten evolueren. In een baanbrekend experiment leerde ze het enzym subtilin om niet alleen in water, maar ook in het oplosmiddel DMF zijn werk te doen. Dat deed ze door het water aan te lengen met steeds meer DMF, en bij iedere stap de best werkende enzymen eruit te halen.

Nieuwe enzymen

Inmiddels heeft die aanpak al geleid tot heel nieuwe enzymen, die kunstjes kunnen die in de natuur niet eens voorkomen. Zo staat haar techniek van ‘gerichte evolutie’ aan de basis van enzymen die biobrandstoffen maken, geneesmiddelen produceren en zelfs heel nieuwe materialen tevoorschijn knutselen.

Smith en Winter op hun beurt ontwikkelden een andere techniek, genaamd ‘phage display’ (letterlijk: ‘fagenvertoon’). Daarbij stopt men stukjes dna in het erfelijk materiaal van een bacteriofaag, waarna de faag het bijbehorende eiwit aan zijn buitenkant etaleert – een beetje als een bakkerij die een bepaalde taart in de etalage zet nadat je het recept voor de taart in kwestie in de brievenbus hebt gestopt.

Op die manier kunnen biochemici gericht eiwitten en antistoffen maken, en ermee experimenteren, in feite door miljarden iets van elkaar verschillende taarten te laten maken en te testen welke het beste ‘smaakt’. De ontstekingsremmer adalimumab is op die manier gemaakt, maar veel meer zit in de pijplijn. Antistoffen zijn immers de chemische wegwijzertjes die een immuunreactie op gang brengen in het lichaam, en artsen hopen dan ook dat antistoffen op een dag aandoeningen uiteenlopend van kanker tot alzheimer kunnen helpen verslaan.

DE NOBELPRIJS MET EEN SMETJE
De Nobelprijs 2018 is bijzonder, omdat de literatuurprijs er niet bij zit. Maar is er eigenlijk wel iemand die daarom maalt?

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@volkskrant.nl.