8
NR4 DECEMBER 2016
Leven
TEKST: JOS WASSINK FOTO: SAM RENTMEESTER
Bouwstenen van de blauwe biotechnologie Bier, brood en biobrandstof. Biotechnologische producten vind je overal, ook in farmaceutica en rioolwaterzuivering. Wat kenmerkt de Delftse biotechnologie en wat zijn de bouwstenen?
D
e uiterst getalenteerde maar sociaal onhandige microbioloog Martinus Beijerinck zat niet lekker bij de Koninklijke Nederlandse Gist en Spiritusfabriek. Daarom liet directeur Jacques van Marken een laboratorium voor hem inrichten aan de toenmalige Polytechnische School. Dat lab was in 1895 de kiem van de Delftse microbiologie. Beijerinck was een eigenwijze man die niet tussen biologen maar tussen chemisch technologen moest aarden. Zo ontstond een typische Delftse ingenieursbenadering van de biotechnologie: praktisch inzicht in de fysiologie en de ecologie van bacteriën, gisten, schimmels en algen dat bij voorkeur in getallen wordt uitgedrukt. En de industrie was nooit ver weg. Hoe dat zich in ruim 120 jaar heeft ontwikkeld is samen te vatten in vijf bouwstenen.
Selectieve ophopingscultuur
Meer nog dan de ontdekker van het virus wordt Beijerinck in Delft herdacht als stamvader van de ‘selectieve ophopingsculturen’. Een moeizaam woord voor een simpel en effectief idee: als je een microorganisme zoekt voor een zekere omzetting, onderwerp dan een monster uit afvalwater of een modderpoel aan een streng regime en de succesvolle stam treedt als vanzelf naar voren. Ben je op zoek naar een bacterie die stikstof uit de lucht kan binden? Begin dan een kweek zonder stikstof in de voedingsbodem zodat alleen organismen die stikstof uit de lucht opnemen kunnen groeien. Beijerincks groei onder selectieve druk wordt nog altijd toegepast. Een van de recente succesvolle uitkomsten is de Anammox-bacterie, die zonder zuurstof nitriet en ammonium (NH4+) uit afvalwater verwijdert. Ook zijn bacteriën gekweekt die in korrels groeien en daardoor sneller bezinken. In de waterzuivering bespaart dat onder de handelsnaam Nereda energie en oppervlakte. Ook vraatzuchtige en zwaarlijvige bacte-
riën die bioplastics uit afvalstromen vormen zijn onder selectiedruk boven komen drijven.
Eenheid in de biochemie
Biologen mogen zich graag verwonderen over de diversiteit in de natuur. Microbioloog Albert Jan Kluyver, de opvolger van Beijerinck, keek door de soortenrijkdom heen en zag juist een grote eenheid in de stofwisseling. In 1926 publiceerde hij het artikel ‘Die Einheit in der Biochemie’. Hij zag de overeenkomst tussen een bacterie die de melk zuur maakt en een sporter die zichzelf zwaar belast. Ondanks duidelijke verschillen zijn de biochemische processen gelijk: de omzetting van suiker in melkzuur. Inmiddels gaan biotechnologen er vanuit dat voor vrijwel iedere chemische omzetting waar energie mee te winnen is, een micro-organisme bestaat met juist dat metabolisme. ‘Microbiologie is thermodynamica’, vatte emeritus hoogleraar Gijs Kuenen samen.
Procestechnologie
De ontwikkeling van penicilline tijdens de Tweede Wereldoorlog was vergelijkbaar met het Manhattan-project voor de ontwikkeling van de atoombom. Men wist dat er in de Eerste Wereldoorlog meer soldaten waren omgekomen door infecties dan door oorlogsgeweld. Daarom werd een industriële productie van penicilline opgezet door kweek van de schimmel op ongekende schaal.
Kluyver zag de overeenkomst tussen een bacterie die de melk zuur maakt en een sporter die zichzelf zwaar belast In Delft hoorde medewerkers van ‘De Gist’ erover via de clandestien beluisterde BBC. Met hulp van Kluyver begon men onder de schuilnaam Bacinol aan een diep-