Delen?
De fascinatie van Erwin Peterman, hoogleraar Natuurkunde van Levende Systemen aan de VU in Amsterdam, speelt zich af op moleculair niveau. Een complexe dans van levensprocessen van de kleinste deeltjes van mensen en planten, zoals hij zijn onderzoeksveld noemt.

Erwin Peterman onderzoekt in het lab aan de Amsterdamse Vrije Universiteit kinesine eiwitten. Dit zijn 'motoreiwitten' die zich in hoog tempo langs kleine buisjes in onze cellen van links naar rechts en weer terug bewegen. Onderweg transporteren die eiwitten voedingsstoffen en 'onderdelen' van een cel. Het fundamentele onderzoek van Peterman is gericht op de manier waarop die eiwitten werken in een levend organisme.

Eureka-moment

Dat levende organisme is in dit geval een doorzichtige worm, de C. elegans, niet meer dan een millimeter lang. Die wormpjes zijn zodanig gemodificeerd dat deze zelf een lichtgevend deeltje meegeven aan de motoreiwitten in hun cellen. Dat het onderzoeksteam erin slaagde die wormen te maken, was al een doorbraak op zich.

Op het allereerste filmpje dat de onderzoekers maakten in 2012 zijn kleine lichtgevende stipjes te zien, die met een noodgang heen en weer bewegen. “Het was ons gelukt om zo'n enkel motoreiwit zichtbaar te maken”, zegt Peterman. “Je hebt een droom dat het kan, en dan lukt het ook. Dat was een Eureka-moment. ”

Levende omgeving

Het zichtbaar maken van die bewegende eiwitten in een levende omgeving is essentieel, zegt Peterman. “Pas dan kunnen we heel precies kijken hoe die eiwitten zich gedragen. En dat is anders dan gezuiverde eiwitten in een gecontroleerde omgeving onder een microscoop.”

Er blijken verschillende motoreiwitten in het systeem van een worm te zitten, legt de biofysicus uit. “Vergelijk ze met een Ferrari en een Landrover. In de cellen van onze worm zorgen drie eiwitten voor het transport. Twee daarvan bewegen razendsnel de ene kant op, en een eiwit beweegt in de tegenovergestelde richting. We ontdekten grote verschillen: de Ferrari's zijn de snelle eiwitten, de Landrover is minder snel maar kan veel meer."

Ziekten

De mens heeft zo’n 45 verschillende motoreiwitten met elk een eigen taak. Als we begrijpen hoe het transportmechanisme van die eiwitten in onze cellen werkt, komen we ook meer te weten over het ontstaan van ziekten. “We willen weten hoe transport van 'onderdelen' in die cellen samenhangt met de functie en de structuur van een cel. Veel van wat er in de cellen van dat wormpje gebeurt, is te vergelijken met menselijke cellen. Wat gebeurt er als een eiwit beschadigd is of wat zijn de gevolgen van een verkeerde reparatie in een cel? Als we die fouten kunnen waarnemen, zegt dat ook iets over ons eigen lichaam.”

Nieuw bedrijf

Dat het onderzoek naar dit soort processen niet onder een gewone microscoop zichtbaar is, laat zich raden. Met collega Gijs Wuite van de VU ontwikkelde Erwin Peterman een eigen microscoop die onderzoekers in staat stelt die complexe dans van biologische processen te bekijken. Het team kreeg veel vragen van onderzoekers uit binnen- en buitenland om de microscoop te mogen gebruiken. “We konden de vraag niet aan. Toen hebben we besloten meer van dit soort apparaten te bouwen. Dat leidde tot de oprichting van het bedrijf LUMICKS, een spinoff van de VU.”

Peterman is nog altijd verbaasd over het succes van het bedrijf. “We zijn altijd heel open geweest over de manier waarop we het apparaat hebben gebouwd en hoe het werkt. En toch is er die drempel voor anderen om er zelf een te bouwen. Toen we eenmaal besloten daarvoor een bedrijf op te richten, hadden we binnen een jaar een commercieel prototype.” Inmiddels heeft LUMICKS veertig werknemers en bedient universiteiten en onderzoekscentra over de hele wereld. De technologie is op termijn ook belangrijk voor de farmaceutische industrie en ziekenhuizen, zegt Peterman. Die kunnen de microscopen gebruiken voor onderzoek naar de werking van nieuwe medicijnen of medische diagnostiek.