Wetenschap helpt de olympische droom

Het Nederlands Olympisch Comitee (NOC*NSF) heeft de ambitie uitgesproken om Nederland bij de top-10 van beste topsport-landen van de wereld te brengen. Als kikkerlandje met slechts 16 miljoen inwoners moeten we daarvoor wat harder ons best doen dan landen als Canada en de VS, die uit een veel grotere vijver van talenten kunnen vissen. Maar, wie niet sterk is moet slim zijn! Eén van de slimme maatregelen om deze ambitie te bereiken is om wetenschappers zich met de sport te laten bemoeien. Hiervoor richtten NOC*NSF en TNO in 2006 de Stichting InnoSportNL op, die samenwerkingen heeft met onder andere de TU Delft, chemieconcern DSM en de Faculteit Bewegingswetenschappen  van het VUMC.

Sportlabs

Landelijk zijn nu een vijftal sportlabs verrezen waar (top)sporters trainen onder professionele begeleiding van – jawel – een wetenschapper. Onder de naam Wetenschappelijke Ondersteuning Topsport (WOT) wordt kennis uit allerlei vakgebieden toegepast op sporters, zoals medische verzorging, voedingsadviezen en mentale en fysieke begeleiding. Ook hulpmiddelen zoals klimaatkamers en hoogtekamers om atleten voor te bereiden op andere weersomstandigheden worden niet gevreesd. Maar nieuw zijn de embedded scientists: wetenschappers die meedraaien in het dagelijkse leven van de topsporter, net als hun persoonlijke begeleider en voedingsadviseur al jaren doen.

Eén voorbeeld van de combinatie van wetenschappelijk onderzoek en vooruitgang in de topsport zijn nieuwe turnhallen in Den Bosch. Hierbij worden de verrichtingen van turners gevolgd door high-speed-camera’s. Onder de bezielende leiding van een bewegingswetenschapper, die misschien zelf wel nooit geturnd heeft, worden de turners hier verder getraind tot topsporters. Een combinatie van twee wetenschappelijk disciplines in deze hal maakt dat de turners op de beste manier hun oefeningen kunnen leren.

Neurowetenschappen

Ten eerste wordt gebruik gemaakt van observational learning – het concept dat mensen een bepaalde beweging ook kunnen leren door naar die beweging te kijken. Je brein doet dan namelijk hetzelfde als wanneer je de beweging écht uitvoert – de hersencellen die de activiteit plannen zijn actief, de verbindingen tussen die cellen versterken zich en zo leer je. Het werkt echter alleen als je een beweging al kent – wanneer iemand een filmpje ziet van een complexe turnoefening zal hij of zij daarna nog steeds niet fatsoenlijk de flikflak op de brug kunnen uitvoeren. Kijken en doen versterken elkaar, maar kunnen niet afzonderlijk van elkaar gezien worden.

High-speed camera’s

Hiernaast worden high-speed camera’s gebruikt – de bewegingen van turners zijn namelijk soms zó snel, dat het moeilijk is deze vast te leggen. De high-speed camera’s kunnen tot 16.000 beelden per seconde maken – in tegenstelling tot een gewone camera die er ongeveer 25 per seconde maakt. Door deze filmpjes vertraagd af te spelen kan de beweging tot in detail teruggezien worden en kan de turner precies zien op welk moment hij zijn rug iets beter moet strekken om een paar centimeter meer naar voren of achteren op het turntoestel terecht te komen. Op deze manier helpen neurowetenschappen en nieuwe technologie de Nederlandse turners aan olympische medailles – hopen we.

De tijd waarin de Nederlandse topsporter gewoon keihard trainde en ‘s avonds thuis at wat de pot schafte lijkt definitief voorbij. Met high-speed snufjes kan het kleinste jongetje uit de klas misschien toch winnen met de jaarlijkse sportdag. Maar waarom willen we dit eigenlijk? Waarom gaat ons onderzoeksgeld naar onderzoek waar geen medicijnen mee ontdekt gaan worden, geen levens mee gered gaan worden en de wereld al helemaal niet? Het enige vooruitzicht is dat “we”, als land, iets meer kans hebben op zo’n felbegeerde gouden plak in Londen volgend jaar. Gelukkig is een van de doelstellingen van InnoSportNL ook: “Minimaal zeventig procent van de Nederlanders laten voldoen aan de normen voor gezond bewegen“. En wees nou eerlijk: dat is, naast lol in het spelletje, de enige goede reden om te sporten?

Het onderzoek in de turnhallen was onderwerp van de uitzending van VPRO’s wetenschapsprogramma Labyrint op 21 december 2010, en is terug te kijken via de website.

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op de wetenschapsblog Sciencepalooza

Sporten in een laboratorium

Er valt over te discussiëren, maar de meeste mensen zullen het er over eens zijn dat triathlon niet een heel technische sport is. Natuurlijk komt er wel wát techniek kijken bij lopen, fietsen en vooral zwemmen. Als je ooit eens een filmpje heb gezien van je eigen zwemslag zul je weten dat het er (hoogstwaarschijnlijk) niet uitziet zoals Pieter van den Hoogenband. Maar kijken naar dit soort filmpjes kan je wel leren een betere techniek te krijgen! 


Uit wetenschappelijk onderzoek is gebleken dat mensen een bepaalde beweging ook kunnen leren door naar die beweging te kijken. Je brein doet dan namelijk hetzelfde als wanneer je de beweging écht uitvoert – de hersencellen die de activiteit plannen zijn actief, de verbindingen tussen die cellen versterken zich en zo leer je. Dit proces heet observationeel leren en wordt veel toegepast om sporters beter te laten presteren. Het werkt echter alleen als je een beweging al kent – wanneer een triatleet een filmpje ziet van een complexe turnoefening zal je daarna nog steeds niet fatsoenlijk de flikflak op de brug kunnen uitvoeren. Kijken en doen versterken elkaar, maar kunnen niet afzonderlijk van elkaar gezien worden.

Voor een zeer technische sport als turnen, wordt het terugkijken van videobeelden veel gebruikt om turners hun oefeningen te laten perfectioneren. Maar de bewegingen van turners zijn soms zó snel, dat het moeilijk is deze vast te leggen met gewone camera’s. Recent is in Den Bosch een turnhal omgebouwd tot een sportlaboratorium. Hier wordt gebruik gemaakt van high-speed camera’s (die tot 16.000 beelden per seconde kunnen maken – in tegenstelling tot een gewone camera die er ongeveer 25 per seconde maakt). Door deze filmpjes vertraagd af te spelen kan de beweging tot in detail teruggezien worden en kan de turner precies zien op welk moment hij zijn rug iets beter moet strekken om een paar centimeter meer naar voren of achteren op het turntoestel terecht te komen.

Het is te betwijfelen of camera’s voor triatleten nuttig zijn om de sportprestaties te verhogen – maar een zwemtraining met (onderwater) filmploeg zou ons laten zien dat we echt niet zo goed zwemmen als Pieter van den Hoogenband.

Het onderzoek in de turnhallen was onderwerp van de uitzending van VPRO’s wetenschapsprogramma Labyrint op 21 december vorig jaar, en is terug te kijken via:

http://weblogs.vpro.nl/labyrint/2010/12/21/de-optimale-beweging/ of http://bit.ly/eAWTeA

- Dit artikel verscheen in het Februari-nummer van de Tribune, het clubblad van GVAV Triathlon Groningen –

 

Wormen-porno

 Porno als basis voor wetenschappelijk onderzoek? Voor een recent artikel in het tijdschrift PNAS hebben twee biologen uit Basel (die ook nog eens met elkaar getrouwd zijn) samen spannende uurtjes achter de TV doorgebracht. Althans, als copulerende wormen onder de definitie van porno vallen.

Bij seksuele voortplanting willen, kort door de bocht gezegd, mannetjes met zo veel mogelijk verschillende vrouwtjes paren, terwijl vrouwtjes zo selectief mogelijk zijn om zich alleen door de beste mannetjes te laten bevruchten. Maar hoe zit het dan met hermafrodiete dieren, die zowel mannelijke als vrouwelijke geslachtsorganen hebben? Zij moeten eigenlijk aan beide eisen voldoen: veel paren maar toch selectief zijn. Kleine wormpjes met de naam Macrostomum zijn zulke hermafrodieten. Tijdens de paring haken twee wormpjes in elkaar als twee komma’s en bevruchten elkaar tegelijkertijd, waarbij het sperma in een holte, het antrum, terecht komt.

Variatie in sperma en penissen
Er zijn 16 soorten Macrostomum-wormen, waartussen een enorme variatie is in het uiterlijk van de spermacellen. Bepaalde soorten hebben “glad” sperma, terwijl bij andere soorten de de spermatozoa uitgerust zijn met haartjes, haakjes, borsteltjes, staartjes en andere rare frutsels. Ook de vorm ‘penis’ (stylet) varieert van lang en dun, tot kort en dik met weerhaakjes. Waar dienen die dingetjes allemaal voor?

De Zwitserse onderzoekers dachten dat de variabele verschijningsvormen van sperma wel eens antwoord op de vraag kon geven hoe het kan dat hermafrodiete organismen selectief kunnen zijn. Over de hele wereld verzamelden ze Macrostomum-wormpjes om dit te onderzoeken. Vervolgens maakten ze filmpjes van copulerende wormen met behulp van een opstelling met 12 camera’s zodat tegelijkertijd verschillende paringen opgenomen konden worden. De wormen hadden geen enkele moeite met deze bemoeizucht – sommigen paarden wel 40 keer per uur. De onderzoekers zagen dat als de daad gedaan was, na de bevruchting dus, de worm zich buigt en het sperma weer uit zijn/haar antrum zuigt. Op deze manier kan selectiviteit verkregen worden: wil een vrouwtje niet bevrucht worden door teveel mannetjes, dan haalt ze het sperma weer weg. Maar daarvoor dienen weer de haakjes aan de spermatozoa waardoor ze zich vast kunnen haken in het antrum en het uitzuigen moeilijker wordt.

Spermavormen en evolutie
De onderzoekers vergeleken de verschillende varianten van wormensperma en -penissen, en groepeerden ze aan de hand van de evolutie van de 16 Macrostomum-soorten. Ook keken ze naar de soort van bevruchting: inwendig of uitwendig. Dat leverde onderstaand figuur in het artikel op. Het bleek dat wormen die elkaar tegelijk inwendig bevruchten (reciprocal) de spermacellen met haakjes hadden om ze vast te zetten in het antrum, dat daar weer speciaal op is aangepast. Andere soorten “injecteren” het sperma willekeurig waarna de spermacellen hun weg zoeken naar het antrum. Deze spermacellen hebben geen haakjes – maar de penis weer wel om de injectie succesvoller te maken. Deze wormen doen dan ook geen moeite om het sperma weer weg te zuigen. Evolutionair gezien zijn de soorten die vergelijkbare spermatozoa hebben ook het meest aan elkaar verwant.

Kortom, door eindeloos te kijken naar copulerende wormen laten de onderzoekers zien dat, evolutionair gezien, het type seks dat een organisme heeft  bepaalt hoe het sperma eruit ziet. En dat een beetje porno kijken wetenschappelijk onderzoek vooruit kan helpen.

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op wetenschapsblog Sciencepalooza

De kracht van biobanken

Van miljoenen Nederlanders ligt materiaal opgeslagen in één van de vele vriezers bij universitair medische centra. Het gaat hier niet om verdachten van misdrijven waarvan biologisch materiaal verzameld is, maar om gewone, gezonde mensen; en om patiënten met zeldzame aandoeningen. Talloze DNA-, huid- en bloedmonsters, maar ook nierstenen, uitstrijkjes en weefselbiopten zijn ingevroren totdat ze mogelijk bruikbaar zijn voor wetenschappelijk onderzoek. Recent heeft de overheid flink geïnvesteerd in betere landelijke en internationale samenwerking en coördinatie van deze “biobanken”. Maar willen we eigenlijk wel dat ons materiaal zomaar overal beschikbaar voor wordt?

Prospectief en retrospectief
Er bestaan twee types biobanken: verzamelingen van weefsels van patiënten met zeldzame afwijkingen, en ‘prospectieve cohorten’ waarbij allerlei gegevens verzameld worden van gezonde mensen, die vervolgens gedurende langere tijd gevolg worden. Dat dit soort studies succesvol zijn, blijkt bijvoorbeeld uit de “Framingham Heart Study”  uit de Verenigde Staten. Dit onderzoek naar hart- en vaatziekten, gestart in 1948, heeft inmiddels al meer dan duizend artikelen in medische tijdschriften opgeleverd, en loopt nog steeds.

Deelnemers aan ‘prospectieve cohort-studies’ doen op vrijwillige basis mee aan dergelijke studies. Van hen worden allerlei biologische gegevens gemeten, zoals lengte, gewicht, bloeddruk, long- en hartfunctie, en worden bloed, DNA en urine onderzocht. Hiernaast krijgen deelnemers ook uitgebreide vragenlijsten over medicijngebruik, voedingsgewoontes en leefstijl. Er wordt dus begonnen met gezonde, gemiddelde mensen, waarvan een deel later bepaalde ziektes zal krijgen. Door dan terug te kijken naar de uitgebreid beschreven medische geschiedenis van die personen kan duidelijk worden hoe, wanneer en waarom bepaalde ziektes bij deze mensen ontstaan. Zo kan inzicht gekregen worden in waarom sommige mensen wel, en andere mensen niet ziek worden. Voorbeelden van dit soort studies in Nederland zijn Generation R uit Rotterdam, waarbij 10.000 kinderen vanaf de zwangerschap gevolgd worden, de Rotterdam-studie gericht op chronische ouderdomsziektes, en het Lifelines-project, waarbij 150.000 mensen en hun familieleden uit de drie noordelijke provincies 30 jaar gevolgd worden. Deelnemers aan zulke studies zijn over het algemeen vrij goed op de hoogte van de mogelijke verdere toepassingen van hun gegevens en weefsels.

Voor het bijelkaar krijgen van de andere soort biobanken, de verzamelingen van patiëntenmateriaal, hebben artsen vaak decennialang inspanningen verricht. Door de investeringen van de overheid wordt het nu makkelijker om gegevens van verschillende ziekenhuizen aan elkaar te koppelen. Hierdoor hebben artsen uit verschillende ziekenhuizen makkelijker toegang tot elkaars patiëntengegevens en kunnen zo beter inzicht krijgen in de oorzaak van allerlei ziektes.

Privacy van lichaamsmaterialen
Uit een recent onderzoek onder mensen van wie biologisch materiaal ligt opgeslagen in biobanken blijkt echter dat er veel vragen bestaan over de privacy van de gegevens. Patiënten die weefsel afstaan weten vaak niet dat hun materiaal wordt opgeslagen, jarenlang bewaard blijft en ook nog voor wetenschappelijke doeleinden gebruikt kan worden. Het is ook lang niet altijd voldoende duidelijk wie er allemaal beschikking heeft over de materialen. Als bijvoorbeeld commerciële toepassingen met biologisch materiaal gevonden worden, kan dan weefsel van iedereen daar zomaar voor gebruikt worden? Natuurlijk worden alle patiëntengegevens anoniem opgeslagen, maar wel altijd met een bepaalde “sleutel” zodat deelnemers terug te vinden zijn als er bij toeval een verhoogd (risico op) een ziekte ontdekt wordt.

De vraag onder deelnemers blijft bestaan hoe “geheim” deze sleutel eigenlijk is en of de gegevens niet veel kwetsbaarder worden nu men op zo’n grote schaal gaat samengewerken. Uit het onderzoek blijkt echter ook dat de meeste patiënten het nut van wetenschappelijk onderzoek, voor zichzelf of voor anderen, zeker inzien. Het is dus noodzaak om mensen al bij het eerste bezoek aan de arts beter voor te lichten. Een groot deel van hen zou dan zeker instemmen met verder gebruik van hun materiaal, waardoor de biobanken alleen maar uitgebreider zullen worden.

Het wetenschappelijk potentieel van biobanken is groot, zowel van de ‘prospectieve cohorten’ als Lifelines, als van de ‘retrospectieve’ studies. Door de te verwachten vooruitgang in de medische wetenschap zullen zulke gegevens in de toekomst van onschatbare waarde zijn voor onze kennis over ziekte en gezondheid. Het is de taak van artsen om deelnemers van zulke studies goed te informeren over de mogelijkheden van verder gebruik van materiaal. Door goede voorlichting en goede anonimisering van patiëntengegevens hoeft de privacy van de deelnemers niet in het gedrang te komen en kan de kracht van de biobanken volledig benut worden.

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op wetenschapsblog Sciencepalooza en ook op de opniepagina van de Volkskrantsite

Gember en spierpijn

Weer een wetenschappelijk onderbouwd natuurlijk sportsupplement, naar aanleiding van een studie van de universiteit van Georgia: Gember. Het gebruik van gember is al eeuwenlang bekend in de traditionele Chinese geneeskunde, het zou asthma, diabetes, misselijkheid en pijn kunnen verminderen. Daarnaast is het ook nog een aphrodisiacum, maar dat terzijde.

De medicinale functie van gember is voornamelijk toe te schrijven aan ontstekingsremmende effecten, die biologisch gezien vergelijkbaar zijn met bijvoorbeeld aspirine. Aspirine werkt door remming van een bepaald enzym, genaamd cyclooxygenase (COX). Wanneer weefsels beschadigd raken, bij ziekte of bij overbelasting door sport, komen er allerlei stoffen vrij die op de zenuweinden inwerken, en signalen van “pijn” doorgeven naar de hersenen. Het enzym COX versnelt deze reacties, en doordat aspirine dit enzym remt wordt de pijn minder. De onderzoekers vroegen zich af of gember, net als aspirine, ook spierpijn zou kunnen verminderen.

Voor hun studie zochten de onderzoekers gezonde vrijwilligers, in totaal deden 78 mensen mee aan het onderzoek. Zij moesten dagelijks met hun arm behoorlijk zware gewichten optillen, net zo lang totdat het écht pijn deed. Geen fijn onderzoek om aan mee te werken, maar bijna alle vrijwilligers hielden het 11 dagen vol. Iedere dag moesten zij ook een gember-capsule óf een placebo slikken. Na de oefeningen werd bloed afgenomen, werden de bewegingsmogelijkheden en het volume van de arm gemeten. De deelnemers (die niet wisten of ze het placebo of de gember kregen) moesten zelf op een schaal aangeven hoeveel pijn ze hadden, 24, 48 en 72 dagen na de oefeningen.

24 uur na de pijnigende oefeningen bleek dat de personen die gember hadden gekregen, minder pijn hadden dan de deelnemers die een placebo hadden gekregen. Het effect leek zelfs groter te zijn dan bij vergelijkbare studies waarbij pijnstillers zoals ibuprofen of aspirine gebruikt waren! Het lijkt dus wetenschappelijk bewezen dat simpele gember het optreden van heftige spierpijn kan verminderen, maar of je het daarvoor echt dagelijks moet eten is nog niet duidelijk. Ook is het niet duidelijk wat de beste manier is om het te eten: rauw, als thee, als pilletje of in een goede chinese maaltijd... Maar een beetje gember vooraf een wedstrijd kan vast geen kwaad.

- Dit artikel verscheen in het Januari-nummer van de Tribune, het clubblad van GVAV Triathlon Groningen –

 

Ugly Bugs en meer "het beste van 2010"

Overal worden we platgegooid met lijstjes, ook in de wetenschap: Nature heeft er een, Science heeft de “2010 Breakthrough of the Year”, “Top-10 ScienceNOWs” en doet er nog een schepje bovenop met de beste “Insights of the Decade”. Wat vinden de auteurs van Sciencepalooza? Dit jaar beknopte en uitgebreide lijstjes, voor een kwartier verdwalen op internet of een 10sec quick-fix… Hierbij mijn bijdrage

Het beste van 2010…

Mooi, lelijk en opmerkelijk

Mooi – The best Cell Biology Images of 2010

Deze prijs werd uitgereikt op het jaarlijkse congres van de American Society for Cell Biology, waarbij onderzoekers gevraagd werd hun mooiste foto’s en video’s (van echt onderzoek) in te sturen. De winnaar van de video-prijs laat zien hoe tijdens de embryonale ontwikkeling van het fruitvliegje (Drosophila) kleine cel-haartjes (filopodia) bewegen. De eerste prijs voor mooiste foto gaat ook naar Drosophila: op deze foto zijn groeiende eicellen van het vliegje te zien.  Zo blijkt maar weer dat wetenschap niet saai is en ook heel mooi kan zijn.

Lelijk – Het lelijkste insect

Ooit gestart als manier om kinderen op een speelse manier kennis te laten maken met biologie. De plaatjes behoeven geen verdere uitleg – oordeel zelf. Ik moet toegeven dat ik ze eigenlijk wel mooi vind. Wederom dus een samenkomst van kunst en wetenschap.

Opmerkelijk – De tweede plaats van Top-10-ScienceNOW

Als “grappig” onderzoek schreef ik hier al eerder over – maar dat Science het onderzoek op de tweede plaats in de Top-10-Science-NOW zet had ik niet verwacht. Psychologie van partnerkeuze blijft, ook in de 21e eeuw, intrigreren.

Het Slechtste van 2010…

Top-10-retractions of 2010: Dat wetenschap niet altijd rozengeur en manenschijn is was u als lezer van Sciencepalooza misschien al wel duidelijk. Wetenschappers zijn ook maar mensen, en die maken ook fouten, en gelukkig durft men die ook toe te geven. Regelmatig worden er artikelen, soms jarenoud, teruggetrokken omdat de gegevens niet juist, of niet-reproduceerbaar blijken te zijn. Dit is niet altijd “slecht”, maar een frauderende onderzoeker, waardoor resultaten van een hele groep in twijfel worden getrokken (nummer 4 in de lijst), is geen positief nieuws voor wetenschap.

Waar hoop ik op in 2011…

…(en de 49 jaar daarna): And now for the next 50 years

Wederom geïnspireerd door de American Society for Cell Biology: op dit congres hing een poster waarop bezoekers konden noteren voor welke problemen oplossingen gevonden zouden worden in de volgende 5 decennia. Naast minder wetenschappelijke voorspellingen zoals “betere salarissen voor postdocs” (daar ben ik voor trouwens) gaat volgens de celbiologen in de komende 10 jaar bekend worden wat “junk DNA” doet en hebben we een hele precieze lichtmicroscoop. Tussen 2020 en 2029 ziet de eerste humane kloon het levenslicht, nog eens 10 jaar later bestaan er fabrieken voor humaan bloed en na 2050 kan er kunstmatig leven in het laboratorium gecreëerd worden.

Persoonlijk vind ik de ontrafeling van de functie van “Junk DNA” (dat waarschijnlijk best wel een functie heeft) iets om naar uit te kijken – ongeacht of dit nu volgend jaar of verderop in het decennium gebeurt. Volgens Science is betere kennis over onze genomische “dark matter” ook al een van de “Insights of the Decade”. Door grote inernationale samenwerkingsverbanden zoals het 1000-genome-project (hier en hier) komen er in de komende jaren doorbraken in de kennis over DNA zijn die vergelijkbaar zijn met de impact van het sequencen van het eerste humane genoom (in 2001, zie bijvoorbeeld hier). En uiteindelijk is het kunnen lezen en begrijpen van onze genetische informatie de sleutel tot het oplossen van alle grote levensvragen…. om maar eens filosofisch te eindigen in 2010.

Een gelukkig 2011 allemaal en op naar een jaar vol spannende en mooie wetenschap!

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op wetenschapsblog Sciencepalooza

Een opera van wormen

Kunstenaars en wetenschappers – het lijken twee uitersten. Kunstenaars zijn op een creatieve manier bezig om mooie dingen te maken en laten zien, terwijl wetenschappers hun dagen spenderen in donkere laboratoria of achter computers om de oorsprong van ons leven te ontrafelen. Toch is er meer overeenkomst dan je zou denken – ook om een succesvolle wetenschapper te worden heb je een flinke dosis creativiteit nodig. Daarbij zijn sommige onderzoeksresultaten ook echt mooi om te zien- zoals bijvoorbeeld plaatjes van allerlei biologisch weefsels die gekleurd zijn met fluorescente labels.

Vanuit de samenleving ontstaat steeds meer de behoefte om ingewikkelde wetenschappelijke ontdekkingen tastbaar te maken voor het grote publiek, en kunst kan hier een belangrijke bijdrage aan leveren. Dat dachten ook de organisatoren van de Designers & Artists 4 Genomics Award (DA4GA); het Netherlands Genomics Initiative, het Centre for Society and Genomics en Waag Society. Zij reikten woensdag 8 december 3 prijzen uit aan kunstenaars die in samenwerking met wetenschappers op een bijzondere manier onderzoek konden presenteren (zie hier).

De prijs bedroeg 25.000 euro waarmee de drie kunstenaars hun voorstel mogen uitwerken, de winnende voorstellen zijn deze zomer in Naturalis in Leiden te zien. Naast een zichzelf-producerende kogelafwerende huid en een transparante twee-staps bioreactor was een van de winnende voorstellen gebaseerd op onderzoek naar een klein wormpje, Ceanorhabditis elegans. Deze rondworm van nog geen millimeter groot (zie plaatje bij dit artikel), ook mijn favoriete proefdiertje, is heel belangrijk gebleken in genetisch onderzoek.

In de 70’er jaren zijn wetenschappers begonnen met het bestuderen van dit wormpje. Niet omdat ze zo geïnteresseerd waren in de biologie van dit organisme, maar omdat ze het als “model” voor genetisch onderzoek wilden gebruiken. Tot die tijd gebruikte niemand nog meercellige organismen, maar was een bacteriofaag of bacterie het “proefkonijn” voor genetici. Door de C. elegans-pioniers is het mogelijk geworden complex gedrag en ontwikkeling te bestuderen in een levend, meercellig diertje. Nu, zo’n 40 jaar later is onderzoek met C. elegans heel succesvol gebleken: het was het eerste meercellige organisme waarvan de complete DNA-sequentie bepaald werd (in 1998), het heeft aan de basis gestaan voor 2 Nobelprijzen (in 2002 en 2006), en wordt veel gebruikt om menselijke ziektes te bestuderen.

Kleine DNA-foutjes kunnen leiden tot allerlei duidelijke afwijkingen in dit wormpje, zoals verminderde vruchtbaarheid, dikkere of dunnere wormen, een korter of langer leven en bewegingsafwijkingen. Op deze manier is de functie van veel genen ontrafeld, wat goed overeen bleek te komen met de functie van diezelfde genen in mensen. Eén van de winnaars van de DA4GA-award wil wormpjes met DNA-afwijkingen gebruiken om een muziekstuk te maken. Verschillende DNA-afwijkingen zorgen voor andere bewegingen, en de wormen produceren daardoor in de opstelling verschillende geluiden, als ware het een opera. De wormpjes zelf worden op een groot beeld weergegeven, met als resultaat een echte “microscopic opera”.
Tijdens het beluisteren en bekijken van de opera kunnen bezoekers zich dus verdiepen in een diertje wat in de geschiedenis van de genetica een enorm belangrijke rol heeft gespeeld, en ook nu veel gebruikt wordt voor het bestuderen van humane ziektes. Kortom, genetica en kunst gaan heel goed samen!

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op wetenschapsblog Sciencepalooza