Dit zijn de vier winnaars van de Spinozapremies

Een psychologe, een fysicus, een geneticus en een chemicus

Vrijdag werden de Spinozapremies toegekend aan een psychologe, een fysicus, een geneticus en een chemicus. De 2,5 miljoen per persoon biedt de baanbrekende wetenschappers een unieke vrijheid. Welke nieuwe wereld hopen zij nu te vinden?

Van links naar rechts: Alexander van Oudenaarden, Michel Orrit, Albert Heck en Eveline Crone Foto Adrie Mouthaan

Dieper het puberbrein in

Eveline Crone (1975) Hoogleraar neuro-cognitieve ontwikkelingspsychologie, Leiden.

'Mijn hoofd explodeert de laatste weken haast, zoveel ideëen heb ik over wat we met dit geld kunnen gaan doen. Ik ben gewend om financieel voortdurend van ijsschots naar ijsschots te springen, het is buffelen om voor iets van twintig mensen ruimte te vinden. Soms ben je een half jaar bezig voor anderhalve ton, en dan nu 2,5 miljoen. Waarvoor je, zo voelt het even, eigenlijk niks hebt hoeven te doen. En het perspectief dat het biedt. In alle reguliere subsidierondes is de belangrijkste eis dat het voorstel vernieuwend en nieuw moet zijn.

'Op zich is dat prima, de wetenschap moet ook vooruit. Maar daardoor is het vaak wel lastig wat dieper te gaan. Dat is waar ik deze Spinoza voor wil gebruiken: dieper het puberbrein in. We gaan projecten met elkaar verbinden. We kijken nu bijvoorbeeld afzonderlijk naar identiteit en zelfbeeld, en naar altruïsme onder jongvolwassenen. Waar ik nieuwsgierig naar ben is of die twee ook zouden kunnen samenhangen en hoe dan. Of de invloed van sociale media op de cognitieve ontwikkeling.

'In feite keken we tot nog toe vooral naar de puber zoals die al eeuwen bestaat: een mens tussen kind en volwassene. Maar de omgeving is veranderd, de hele wereld kan meekijken. Verandert dat het denken over je lichaam, hoe zit het met onzekerheid?

'Ik zit ongeveer mid-career, dan is het vooral een stimuleringsprijs, om door te gaan op de ingeslagen weg. In die zin is de premie een belangrijke erkenning ook, voor een vak dat eigenlijk pas vijftien jaar in deze vorm bestaan: de neurowetenschap van het puberbrein. Vaak denken mensen dat het ons gaat om de plaatjes van de hersenen van jongeren. Dat is niet zo. Ik ben psycholoog, de scans zijn een instrument, waarmee we inzicht krijgen in de cognitieve ontwikkeling van pubers, in hun denken en doen.

'Dat was destijds nieuw, er werd vooral naar volwassenen gekeken, terwijl ik me afvroeg: hoe komt wat we daar zien eigenlijk tot stand? Is dat een rijpingsproces? En kun je daar iets aan bijsturen, of is het handiger wanneer de samenleving er wat rekening mee houdt, in studiekeus, schooltijden, strafrecht. Inmiddels is het idee dat het puberbrein nog niet volgroeid is, en dus ook zijn eigen eigenaardigheden heeft, gemeengoed geworden.

'Ik herinner me recensies van mijn boek uit 2008 dat het te technisch was, te wetenschappelijk. Nu wordt er in verband met moordzaken als in Nunspeet haast terloops gepraat over het onrijpe brein, dat nog onverantwoordelijk zou zijn. Soms is het kort door de bocht, maar het is goed dat mensen begrijpen dat kinderen geen kleine volwassenen zijn.'

Eveline Crone, Hoogleraar neuro-cognitieve ontwikkelingspsychologie, Leiden Foto Adrie Mouthaan

Losse moleculen zien dansen, zodat medici verder kunnen

Michel Orrit (1956) Hoogleraar spectroscopie van moleculen, Leiden (sinds 2001).

'Als natuurkundestudent in Bordeaux maakte ik in de jaren tachtig de opkomst mee van de tunnelingmicroscopen, die met een heel dunne naald atomen en moleculen aftasten. Dat was een wetenschappelijke revolutie, maar ik vroeg me meteen af of dat niet veel zuiverder met een lichtbundel zou kunnen.

'Oudere collega's vonden het tijdverspilling, lichtgolven zijn te groot om moleculen te zien was het idee en losse moleculen zien was hoe dan ook onbegonnen werk. Maar we toonden aan dat het wel degelijk kon. We maten het licht dat bijvoorbeeld verdunde kleurstofmoleculen afgeven als ze door een extreem dunne bundel laserlicht worden aangeslagen. Daarmee kun je echt individuele moleculen in een sample aanwijzen, preciezer dan met de beste microscopen.

'Onze studie daarover werd overal opgepikt, en leidde in 2014 helaas net niet tot een Nobelprijs. Die ging naar collega's die ik goed ken. Tot dan was alle organische chemie, biochemie en farmacie gebaseerd op gemiddelde metingen in miljarden moleculen tegelijk. Dat is belangrijk, maar in feite zijn bijvoorbeeld twee eiwitmoleculen met dezelfde structuur zelden identiek, omdat hun ruimtelijke vouwing er ook toe doet. Door naar losse moleculen te kijken, kun je die variatie ontdekken en doorgronden. Dat is het fundamentele werk. Meer toegepast kun je met dit soort technieken aantonen of bepaalde antilichamen in biomedische monsters voorkomen, of zelfs de verdeling ervan in weefsels.

'De Spinozapremie komt als een totale verrassing, ik was sprakeloos toen ik werd gebeld. Ik dacht, ik ben al 61, te oud voor een aanmoediging. Maar ik heb nog wel vijf jaar en de premie komt als geroepen. Een aantal van mijn promovendi is net klaar, we zijn toe aan nieuwe dingen en zo makkelijk is het de laatste jaren niet om geld voor onderzoek te vinden. In hoeverre de wereld daar op zit te wachten, zoals u vraagt, weet ik eerlijk gezegd niet. Ik ben al blij als mijn projecten nuttig zouden worden in de biowetenschappen.

'Wat we bijvoorbeeld proberen is gouden nanodeeltjes met lichtbundels vast te pakken en er het inwendige van levende cellen mee af te tasten en meten. Dat kan een nieuw instrument worden. In een ander project gaan we de beweeglijkheid van eiwitmoleculen proberen te zien, door strak naar één molecuul te blijven kijken terwijl het van ijskoud naar kamertemperatuur wordt opgewarmd en weer terug. Wat wij kunnen bijdragen zijn methodes en technieken. Zodat medici en biologen verder kunnen. Ik ga kanker niet genezen, maar zij misschien wel.'

Michel Orrit, Hoogleraar spectroscopie van moleculen, Leiden (sinds 2001) Foto Adrie Mouthaan

Elke kankercel lezen

Alexander van Oudenaarden (1970) Hoogleraar kwantitatieve biologie van genregulatie, Utrecht, directeur en groepsleider bij het KNAW Hubrecht Instituut.

'Ik ben natuurkundige, opgeleid aan de TU Delft. Dat betekent dat ik als een echte fysicus biologie bedrijf: altijd aan het meten en tellen en modelleren. Biologen en medici vinden het al interessant als ergens driemaal zoveel moleculen blijken te zitten dan normaal. Ik wil weten hoeveel moleculen dan en dat kunnen vergelijken met theoretische modellen. Vaak probeerden biologen onder de microscoop te zien wat er gaande is in een cel of celtypes te herkennen. Wij doen dat via single cell sequencing, door een cel uit weefsel los te weken en in een minireageerbuisje chemisch te laten exploderen. Waarna we dna- en rna-moleculen proberen te tellen in de resulterende soep. Rechtstreeks tellen gaat niet, daarvoor zijn er te weinig. We kopiëren voorzichtig het dna en rna, via een proces dat je synthese noemt. De kopieën kunnen we tellen.

Alexander van Oudenaarden, Hoogleraar kwantitatieve biologie van genregulatie, Utrecht, directeur en groepsleider bij het KNAW Hubrecht Instituut. Foto Adrie Mouthaan

'Zulke technieken ontwikkelen wij en ze geven geweldige resultaten. Je kunt bijvoorbeeld uit de populatie boodschapper-rna aflezen wat de functie van de betreffende cel is. Dat leidt tot nieuwe kennis en mogelijkheden in de diagnostiek. In de leerboeken staat dat er zo'n 250 celtypes in de mens zitten, maar ik denk dat er veel meer zijn. Wij verdelen de cellen aan de hand van de rna-moleculen opnieuw onder. Je vindt nieuwe verbanden. Zulke orde in de diversiteit kan belangrijk zijn in een medische context, als je bij bijvoorbeeld kanker de medicatie wilt instellen op de tumor die je aanpakt. Finetuning. Over tien jaar zie ik het wel gebeuren: single cell sequencing in de kankerkliniek. Al is de vraag hoe betaalbaar het wordt.

'Wij kunnen technieken en methoden ontwikkelen die de wetenschap verder helpen. Voordeel is dat je zelf als eerste in zo'n nieuw domein kunt rondkijken, wat vaak leuke ontdekkingen en mooie publicaties oplevert. Het ontwikkelen van nieuwe technieken is duur, 2,5 miljoen is een fantastisch bedrag. Ik krijg er meteen ideeën bij. Een van de dingen die we in onze geëxplodeerde cellen verliezen is ruimtelijke informatie: wat gebeurt er waar in de cel? Zoiets kunnen zien is een wilde droom. Nu kun je daaraan beginnen.'


Met nieuwe verrekijkers in andermans donker turen

Albert Heck (1964) Hoogleraar scheikunde en farmaceutische wetenschappen, Utrecht.

'Eigenlijk is er voor mij maar één vraag: hoe werkt leven? Wil je dat begrijpen, dan moet je naar de bouwstenen kijken, de eiwitten. Als ik nu mijn wijsvinger beweeg, speelt zich daarbinnen een wereld aan communicatie en reacties tussen eiwitten af waar we nog lang geen compleet beeld van hebben. Ik vind dat je de dingen eerst moet begrijpen voor je eventueel kunt ingrijpen. We hebben door ons werk dus echt niet meteen een oplossing voor kanker of alzheimer, maar we komen wel steeds dichter bij inzichten. Waarbij wat mij betreft een belangrijk tweede punt is hoe je met exactere kennis bijwerkingen van geneesmiddelen kunt tegengaan.

'Mijn vak, de proteomics, wordt enorm sterk door technologie voortgedreven, reden dat we ook nauw samenwerken met de industrie. Massaspectrometrie is onze centrale techniek, die we gebruiken om eiwitten te identificeren, te kwantificeren, reacties te bekijken en communicatie. Door mijn werk zijn tegenwoordig ook grote eiwitcomplexen te karakteriseren, zoals ribosomen en virussen.

Albert Heck, Hoogleraar scheikunde en farmaceutische wetenschappen, Utrecht. Foto Adrie Mouthaan

'Nadat rond 2003 het menselijk genoom in kaart was gebracht, richtte men zich al snel op de producten van die genen: de eiwitten die via netwerken van interacties de cel zijn specifieke karakter geven: huidcel, hersencel, kankercel. Proteomics bleek veel ingewikkelder dan genetica. Maar zelf heb ik dat altijd als een uitdaging gezien. Als eiwitten het niveau van de actie zijn, moet je je kennelijk daarop richten. En nu gaat het heel hard. De vragen van vijftien jaar geleden klinken nu al bijna triviaal, niemand weet hoe het over tien jaar is. 'De grootste doorbraken in mijn werk hebben vaak nooit in een projectvoorstel gestaan, dat zijn dingen die we al doende en sleutelend hebben uitgevonden en ontdekt. In normale aanvragen moet je realistisch zijn, en een specifieke track-record hebben, anders wordt het vaak niks. Met een Spinozapremie mag alles, geloof ik.

'We hebben bijvoorbeeld net een heel interessante studie gepubliceerd over de oeroude biologische klok van de cyanobacterie, die helemaal door eiwitreacties wordt gereguleerd, en niet door licht zoals je zou verwachten. Die klok is erfelijk. Ik vind dat intrigerend en vraag me meteen af of in de geneeskunde dag- en nachtritme niet een veel belangrijker rol speelt dan we doorgaans denken.

'Massaspectrometrie is een geweldige discipline omdat je als het ware nieuwe verrekijkers bouwt waarmee je verder in andermans donker kunt turen. Dat is technisch interessant en stelt je bovendien ook in staat om als eerste nieuwe dingen te zien. Samenwerken met andere disciplines is een bonus in mijn werk. Ik krijg eigenlijk dagelijks gratis les van experts in allerlei spannende biologie waar ik als fysisch chemicus anders nooit iets van zou meekrijgen.'