Kunnen we bacteriën overhalen om plastic te eten? Wel als het aan Suzanne Jansen ligt. De Groningse promovenda opereert op het grensvlak van scheikunde en biologie, waar ze een systeem ontwikkelt om, binnen een hele grote populatie E. coli bacteriën, de gewenste enzymvarianten te identificeren. Dat doet ze door die bacteriën die het enzym maken, in een omgeving te plaatsen waar ze het enzym nodig hebben om te overleven.

‘Ik gebruik bacteriën om het enzym te maken dat ik graag wil hebben’, legt Jansen uit. Ze doet de evolutie in het lab. ‘Ik maak heel veel variatie in een enzym in E. coli en laat die uitzoeken welke variant het beste werkt.’ Het is slimmer om veel variatie tegelijk te testen, aldus Jansen. ‘Voorheen moest je elke aanpassing apart testen en dat is niet efficiënt. In dit systeem maken we het gewenste enzym belangrijk voor overleving van de bacterie. Als de enzymvariant toevallig goed blijkt te zijn, krijgt de bacterie een voordeel over de populatie en zal hij het beter naar zijn zin hebben.’

‘Wees niet bang om buiten de gebaande paden te gaan.’

Recept

Ze toonde de werkzaamheid van haar platform aan met een carbamoylase. Ze creëerde een omgeving waarin de groeisnelheid van E. coli samenhangt met de activiteit van de carbamoylasevariant die de bacteriën produceren. De bacterie die de enzymvariant met de hoogste activiteit maakte, overleefde. Aan het einde vertelde de populatiesamenstelling in de erlenmeyer welk enzym het beste werkt. ‘Een extern bedrijf checkt de DNA-sequentie en dan heb je een recept om het enzym te maken dat je wilt.’

De volgende stap is de aanpak toepassen op enzymen die plastic afbreken. In 2016 vonden Japanse onderzoekers een bijzondere bacterie op een stortplaats voor plastic. Deze specifieke bacterie was in staat om polyetheentereftalaat (PET) te verteren en gebruikte het als voeding. ‘Dat was superinteressant, want normaal gaat PET de verbrandingsoven in’, zegt Jansen. ‘Enzymen zijn een veel duurzamer alternatief. Onderzoek naar plastic afbreken met enzymen is toen enorm gegroeid.’

Meepikken

Er was alleen nog een platform nodig om de enzymen te verbeteren. ‘Toen ik deze optie eenmaal in beeld had wist ik – dit wordt mijn PhD-onderzoek’, lacht Jansen. ‘Bacteriën laten smullen van plastic.’ Ze hoopt de komende drie jaar niet alleen het plasticenzym, maar ook het platform verder te verbeteren. ‘Ik maak de variatie nu met klonering en dat blijft een stap die je zelf moet doen en moet monitoren. Als de bacteriën zelf bepaalde mutaties maken in het gebied dat codeert voor het gewenste enzym, kun je het nog meer automatiseren. De DNA-sequentie laat zien wat er is veranderd, dus je krijgt een veel hogere informatiedoorstroom.’

Jansen wil andere jonge wetenschappers aansporen om risico’s te blijven nemen. ‘De wetenschap is de afgelopen decennia geëxplodeerd, maar mensen zitten steeds meer op hun eigen veld.’ Ze probeert zelf ook wat van andere velden mee te pikken en leert voor haar onderzoek van alles over scheikunde en synthese. ‘Wees niet bang om buiten de gebaande paden te gaan. Als het niet werkt, heb je het tenminste geprobeerd. En misschien werkt het wel en heb je iets heel tofs gevonden.’