Kunstmatig leven

Biotechnologen zijn al decennia bezig om planten en bacteriën zo te manipuleren dat ze grondstoffen leveren voor bijvoorbeeld medicijnen of biobrandstoffen. Bio-nanotechnologen denken dat het nóg beter kan. Ze proberen zelf levende organismen (of delen daarvan) te ontwerpen. Dit vakgebied, ook wel synthetische biologie genoemd, zou kansen bieden voor zowel geneeskunde als een duurzamere samenleving.

Voorbeeld
DNA is de belangrijkste drager van erfelijke eigenschappen. Het bepaalt in grote mate de werking en ontwikkeling van levende organismen. Al enige tijd is het mogelijk om de complexe genetische code te lezen (zie bijvoorbeeld het Human Genome Project). Maar de synthetische biologie gaat een stap verder. Nieuwe technieken maken het mogelijk om DNA kunstmatig na te maken. Naast het lezen van de genetische code, proberen bio-nanotechnologen er nu dus ook mee te schrijven.

Zo experimenteert Bert Poolman van het Groningse Centre for Synthetic Biology met gist- en bacteriecellen. Hij wil de eencellige organismen ombouwen tot kleine antibioticafabriekjes. Dat zou betere en goedkopere geneesmiddelen mogelijk maken. Om de fabriekjes te maken, worden delen van het eencellige DNA vervangen door DNA dat instructies bevat voor de productie van nieuwe eiwitten.

In Amerika lukte het synthetisch bioloog Jay Keasling om gistcellen aan te zetten tot de productie van artemisinezuur, de basis voor malariamedicijnen. Met dezelfde techniek wil Keasling nu ook micro-organismen maken die biobrandstoffen gaan produceren. Oliegigant BP heeft inmiddels een contract gesloten met Keasling’s lab.

Toekomst
De synthetische biologie doet een grote belofte. Het zou mogelijk worden om bacteriën en schimmels te ontwerpen die precies doen wat de maker wil. Voorlopig staat het vakgebied nog in de kinderschoenen. “Als het al mogelijk wordt volledig synthetische organismen te bouwen met wezenlijke toepassingsmogelijkheden, dan duurt dat nog minstens vijftig jaar”, zegt Poolman.

Maar onlangs werd wederom een belangrijke stap gezet. Synthetisch bioloog Craig Venter en zijn team zijn erin geslaagd een levende bacteriecel te maken waarvan het complete DNA door mensenhanden is gemaakt. De resultaten van dit onderzoek publiceerde Venter in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrijft Science. Venter en collega’s hebben het DNA – en niet de hele bacterie – precies nagemaakt. In de toekomst zal het niet bij namaken blijven, maar zal het ook mogelijk zijn om specifieke wijzigingen in het DNA aan te brengen om bacteriën en schimmels te ontwerpen die precies doen wat de maker wil. 

Nieuw leven in het biodebat
Het Rathenau Instituut schreef in 2007 in een bericht aan het parlement dat de opkomst van de synthetische biologie bekende vragen rond biotechnologie opnieuw actueel maakt: Hoe wordt de veiligheid gewaarborgd? Is het verstandig om octrooien op biologisch materiaal toe te staan? En stuit het toekomstperspectief van de synthetische biologie op ethische bezwaren of is er niets nieuws onder zon?

De Commissie Genetische Modificatie (COGEM) en de Gezondheidsraad, RGO en de KNAW schreven vervolgens twee adviezen aan de Nederlandse overheid. Hun conclusies waren dat synthetische biologie kansen biedt voor Nederland en dat de komende tien jaar de huidige risicoanalyses lijken te voldoen.

Meer informatie:

• Project Synthetische Biologie van het Rathenau Instituut
• Debat met Craig Venter: Beyond the genome (London School of Economics)
• Rapport COGEM: Biologische machines
• Rapport Gezondheidsraad, RgO en KNAW: Kansen creëren