Nobelprijs scheikunde voor techniek waarmee we –‘poef! – opeens alles genetisch kunnen veranderen’

De prijs voor de techniek hing al jaren in de lucht, omdat Crispr-Cas alom wordt erkend als revolutionaire onderzoekstechniek. ‘Opeens kunnen we – poef! – alles genetisch veranderen’, zo omschreef Doudna het belang ervan toen de Volkskrant haar interviewde.

Voorheen moesten wetenschappers bij het aanbrengen van genetische wijzigingen in een organisme dat altijd ‘op de gok’ doen, bijvoorbeeld door cellen te beschieten met straling. Maar Crispr-Cas werkt met een enzym dat het dna aftast, op zoek naar de precieze plek die wetenschappers van tevoren hebben opgegeven. Daardoor kan men heel gericht wijzigingen aanbrengen in het erfelijk materiaal.

Baby’s

Hoe spraakmakend de gevolgen kunnen zijn, kwam eind 2018 aan het licht. De Chinese voortplantingsgeneeskundige He Jiankui maakte toen bekend dat hij drie baby’s met Crispr-Cas genetisch zodanig had omgevormd dat ze niet meer bevattelijk zijn voor het hiv-virus. Het kwam hem op ontslag en strafrechtelijke vervolging te staan. Wetenschappers hadden immers afgesproken geen baby’s genetisch te manipuleren.

Zijn sporen als nieuwe supertechniek had Crispr-Cas toen allang verdiend. De techniek doet dat vooral achter de schermen, bij onderzoekers die weefsels, cellen en ziektes bestuderen en daarbij precieze veranderingen in erfelijk materiaal willen aanbrengen om bijvoorbeeld na te gaan wat een bepaald gen voor functie heeft. Maar ook medisch is de techniek van nut: zo gebruiken kankeronderzoekers haar om cellen op maat te maken zodat ze bepaalde tumoren kunnen aanvallen.

Nederlands tintje

Met de toekenning voor Crispr-Cas heeft de Nobelprijs ook een nadrukkelijk Nederlands tintje. Zo waren de universiteiten van Utrecht en vooral Wageningen nauw betrokken bij het voorwerk tot de ontdekking. De afkorting ‘crispr’, voor ‘clustered regularly interspaced short palindromic repeats’, werd in 2002 bedacht door de Nederlandse arts-microbioloog Ruud Jansen.

De Wageningse hoogleraar microbiologie John van der Oost is een van de pioniers wiens naam al jaren rondzong als kanshebber voor het Zweedse eremetaal. ‘Ik vind het prima dat ik het niet ben geworden, het betekent toch dat je leven compleet op zijn kop gaat’, reageert hij. ‘Maar misschien zeg ik dat ook een beetje om het voor mijzelf goed te praten.’ En vooral gunt hij het Doudna en Charpentier: ‘Twee fantastische onderzoekers. Dit is een prijs waar iedereen heel erg trots op mag zijn, en zo voel ik het ook.’

Schaartje

Crispr-Cas borduurt voort op de diepzinnige ontdekking dat microben in hun erfelijk materiaal een afweersysteem hebben tegen indringers: een soort bibliotheek met de genetische vingerafdrukken van eerdere indringers, gekoppeld aan een knipenzym dat die indringers doormidden knipt. 

In de jaren die volgden, begonnen microbiologen dat mechanisme los te wrikken uit bacteriën en het om te bouwen tot een soort ‘programmeerbare schaar’: een enzym dat afgaat op een bepaald stuk erfelijk materiaal en het doormidden knipt. De groep van Van der Oost kwam daarmee in 2008 een heel eind: zo was hij de eerste die zo’n schaartje overbracht naar een andere microbe.

Uiteindelijk waren het Doudna en Charpentier die, in een samenwerking op afstand, een van de scharen gebruikte om genetische manipulatie te bedrijven in microbes. ‘Ze hebben het voor het eerst in één mooi, samenhangend artikel opgeschreven’, zegt Van der Oost. ‘En voor het eerst duidelijk gesteld: je kunt dit gebruiken bij bacteriën.’

Moment suprême

Gevraagd om zich voor te stellen hoe ze het zou vinden om de Nobelprijs te winnen, reageerde Doudna in de Volkskrant terughoudend: ‘Ik zou mezelf vertellen dat dit niet is waarom ik de wetenschap in ben gegaan.’ 

Ook de serieuze Charpentier is niet direct een vrouw van het grote gebaar, zo bleek tijdens een ontmoeting in Utrecht. Het moment suprême van de ontdekking dat Crispr-Cas werkte, beschreef ze als volgt: ‘Ik zat alleen op kantoor, maar op een gegeven moment liep ik naar buiten, waar een collega stond. Ik zei: ik heb erg goed nieuws en ik ben erg blij. En toen ging ik terug en schreef ik een lange e-mail aan mijn studenten, over welke experimenten hierna nodig waren.’