Maatschappij

Eindelijk kunnen we écht binnenin de cel kijken

Zelfs de data-opslag die universiteiten eisen, kan per microscoop 100.000 euro gaan kosten, want een microscoop genereert 1 miljoen MB data per dag. Zo komen ze erachter dat allerlei onderdelen van de cel er eigenlijk anders uitzien. Alledrie zijn ze jonger dan 45. Ze rijgen losse aminozuren aaneen tot eiwitketens.Friedrich Förster Bijna geen enkele stof kan vanzelf door de celmembraan heen.Foto Paulino et al/UZürich

Ribosomen, de spahettimachines van de cel. Zelfs ontdekken ze heel nieuwe, onbekende structuren. In de afgelopen zes jaar staken universiteiten en NWO in totaal al zeker 30 miljoen euro in cryo-EM. Een internationaal gezelschap van cryo-EM-kenners zette in februari een artikel online over ‘onbekende bacteriële structuren’ die ze zagen met de cryo-elektronenmicroscoop. Het artikel staat vol plaatjes. De microscooptechniek stamt uit de jaren 70 en 80, maar is de afgelopen vijf jaar technisch sterk verbeterd. Er werd destijds zelfs een speciaal centrum voor opgericht: NeCEN. Het orakel staat in een kelder van de Universiteit Leiden, op een trillingsvrije betonnen vloer. Op 1 juni deden ze een subsidie-aanvraag bij het NWO-programma Grootschalige Wetenschappelijke Infrastructuur. Cryo-elektronenmicroscopie brengt cellen of celstructuren in beeld die diepgevroren zijn, alsof ze in hun dagelijkse bestaan verstild zijn. Cryo-elektronenmicroscopie zorgt ook in Nederland voor grote veranderingen. De Titan-Krios, drie meter hoog, rechthoekig, grijs met zwart. Foto Wong et al, 2017

Membraaneiwitten zijn de poorten tot de cel. Wie het weet mag het zeggen. „Het was niet de vraag óf het zou aanslaan, maar wanneer,” vertelt de Utrechtse hoogleraar Friedrich Förster. Het onderhoudscontract bij FEI, de dominante fabrikant kost 100.000 tot 200.000 euro per jaar per microscoop. Wereldwijd schaffen biologen nu cryo-elektronenmicroscopen aan – ze kosten 2 tot 8 miljoen euro per stuk – en leggen hun cellen erin. De cel zoals de cryo-elektronenmicroscopie hem nu in beeld brengt, is een oerwoud. In celorganellen waarvan plaatjes al tientallen jaren in biologieboeken worden afgedrukt zien ze details die voorheen verborgen bleven. Investeringen in NL
De kosten voor cryo-elektronenmicroscopie in Nederland lopen nogal op. Kijk mee in het diepste van de cel

Ribosoom van de malariaparasiet, aangevallen door het medicijn mefloquine (roze). Vijf van die laboratoria (Utrecht, Leiden, Groningen, Maastricht en Delft) hebben bovendien hun eigen, kleinere, microscopen aangeschaft. Ze zijn voor landelijk en internationaal gebruik. Verder bacteriën met onbekende haakjes, ringetjes, blaasjes, iets hoefijzervormigs. Door het hele land zijn nieuwe onderzoeksleiders aangetrokken, vanuit het buitenland. Volgens de laboratoria is er de komende vijf jaar nog eens 4,5 miljoen nodig. Titan-Krios kostte evenveel als een rijtje kapitale villa’s. In hoog tempo worden laboratoria ingericht met een peperdure cryo-elektronenmicroscoop. Op elk oppervlak struikel je over draaiende pompen, poorten die open en dicht gaan, automaten die moleculen uitbraken. De twee Titan-Krios-top-microscopen in Leiden zijn al in 2011 aangeschaft à 6 miljoen euro per stuk, uit verschillende onderzoekssubsidies. In een lab verderop op de Leidse campus staat nog een tweede exemplaar. Het liep niet meteen storm, maar de afgelopen twee jaar zijn er genoeg onderzoeksgroepen die behoefte hebben aan de top-apparatuur. Je moet je tussen stapels membranen door worstelen en langs transportdraden. Dit type microscoop, een cryo-elektronenmicroscoop, jaagt momenteel een revolutie aan in de biologie. Zelfs de noodzakelijke randapparatuur, zoals een detector (van buitenaf net een schoenendoos met snoeren eraan) kost al 500.000 euro. De Duitse Ariane Briegel in Leiden, haar landgenoot Friedrich Förster in Utrecht, de Portugese Cristina Paulino in Groningen. Het is een elektronenmicroscoop, en in zijn binnenste vriest het bijna 200 graden. Biologische structuren die tot nog toe alleen op vage plaatjes te zien waren, of helemaal niet, staan nu in volle glorie op de bladzijden van de toptijdschriften. Het is vol, nergens is een open plek die overzicht biedt. Zoals een bacterie met op de buitenkant een rij tuitjes met vijf pootjes.