Met een fundamentele nieuwsgierigheid analyseert en karakteriseert senior scientist Denise Jacobs enzymen bij DSM. ‘Soms gaan verschuivingen in de technologie heel snel.’

In april opende het nieuwe R&D-centrum van DSM, voluit het Rosalind Franklin Biotechnology Center, op de locatie in Delft officieel zijn deuren. Maar eind vorig jaar al gingen de onderzoeksgroepen gefaseerd over. Inmiddels is alles up and running en treft C2W senior scientist analytische biochemie Denise Jacobs (44) voor een gesprek over haar zeer diverse werk, dat tegelijkertijd een duidelijke rode lijn kent, namelijk die van de enzymanalyse.

Het was een stage bij Gist-Brocades (in 1998 overgenomen door DSM) die Jacobs triggerde om door te gaan in het onderzoek. Blijven plakken in een vertrouwde omgeving was op dat moment niet haar keuze. Ze besloot haar promotie te doen in de farmacognosie – de studie naar geneesmiddelen afkomstig uit planten – in Leiden, bij Robert Verpoorte en Robert van der Heijden. De kennis van proteomics die ze daar opdeed, maakte mede dat ze daarna bij DSM terechtkwam. Een plek waar ze sindsdien is gebleven.

 

Ten tijde van je promotie kwam de proteomics net op.

‘Klopt. Niks sequencing, we werkten nog met 2D-gelelektroforese en peptide mass fingerprinting voor identificatie. Dat massaspectrometrie kwantitatief zou worden voor eiwitten, hadden we toen niet gedacht. Tijdens mijn promotie bestudeerde ik biochemische pathways waarmee de actieve componenten zich vormden in medicinale planten. Als je daar inzicht in hebt, kun je de pathways overzetten in micro-organismen en zo hogere opbrengsten halen. Die kennis kon ik bij DSM direct inzetten. Sindsdien heb ik diverse functies binnen dit bedrijf gehad. Zowel in de biochemie – voor de enzymatische omzetting van lignocellulose voor biobased-toepassingen en enzym-engineering – als in de analyse. Ik werkte bijvoorbeeld aan een project om ervoor te zorgen dat we DSM-breed dezelfde techniek voor enzymactiviteitbepaling zouden gebruiken voor quality control.’

 

Wat is nu jouw rol binnen DSM?

‘Ik ben inmiddels heel breed opgeleid in enzymen. Enzymanalyse is de rode draad in mijn werk. En tegelijkertijd, als het nodig is, duik ik met de anderen de diepte in. Van de moleculaire structuur en haar implicaties, via de activiteit van enzymen, tot hoe ze in een omgeving opereren en welke toepassingen er mogelijk zijn. Inmiddels ben ik senior scientist en komt die kennis op een andere manier weer van pas. Ik zorg ervoor dat de science goed loopt binnen het veld van de analytische biochemie. Dat betekent de kennis van onze enzymen vergroten door onze huidige technologie up-to-date te houden én nieuwe technologieën te ontwikkelen om enzymen nog beter te kunnen leren kennen. Dat maakt het een onwijs leuk werkveld. Des te meer als je bedenkt dat we als R&D-centrum voor alle onderdelen van DSM werken, van voeding via biobased tot aan materialen.’

 

Door je verhaal heen klinkt dat je fundamenteel zeer geïnteresseerd bent, zowel op het vlak van de ontwikkeling van nieuwe enzymen als op dat van nieuwe technologieën.

‘Jazeker, maar ik hoef het niet zelf doen. Ik versta blijkbaar de kunst om binnen en buiten DSM nieuwe ontwikkelingen te zien en mezelf dan af te vragen wat we daar als DSM mee kunnen. Het gaat om kansen zien en die vertalen naar onze projecten. Dat kan bij Bruker zijn, waar ik mijn oud-begeleider Robert van der Heijden trouwens nog geregeld tegenkom, maar ook in samenwerkingen met wetenschappers als Albert Heck, Thomas Hankemeier, Dick Janssen en Manfred Wuhrer. In dit landschap spelen publiek-private samenwerkingen, ook wel PPS’en, een essentiële rol. De vroege ontwikkeling van nieuwe technologie brengt veel onzekerheid met zich mee. Wordt het überhaupt een succes en wat wordt de toegevoegde waarde voor DSM? Dat risico ga je als DSM liever aan in de vorm van een PPS.’

 

Anno 2017 is de rol van data in het analyselandschap even belangrijk als die van technologieontwikkeling.

‘Ik verwacht dat daar de komende jaren veel gaat gebeuren. Naast technologieontwikkeling is het dus ook belangrijk om je op het vlak van data-analyse en chemometrie door te ontwikkelen. Zo gebruiken we sensomics om alle sensory-actieve moleculen in kaart te brengen. Onze enzymen hebben effect op de smaak en de textuur van voedingsmiddelen en dat willen we kunnen voorspellen. Uit al die sensorische en moleculaire data extraheren we vervolgens de relevante informatie.

 

‘Ik mag meeliften op alle ideeën’

Dit soort ontwikkelingen staan nu nog in de kinderschoenen, maar ik verwacht er veel van. Het lineaire denken wordt hierbij steeds meer losgelaten om plaats te maken voor de multidimensionele aanpak. Als je bijvoorbeeld naar enzymen kijkt, kun je lineair kijken naar het effect van bijvoorbeeld pH of temperatuur. Maar juist als je in staat bent om die diverse omgevingsvariatie in het design of experiment te implementeren en te combineren met geautomatiseerde data-analyse, kun je je enzym daadwerkelijk beter leren kennen.’

 

Op welke manieren denk jij enzymen nog verder te kunnen ontrafelen?

‘Door enzymactiviteit op labelvrije substraten te meten. Neem bijvoorbeeld Maxilact, het lactase-enzym dat in melk lactose omzet in glucose en galactose. Dat meet je nu vaak op een gelabeld substraat. Maar dat is niet altijd precies hetzelfde als het natuurlijke substraat; de kinetiek en de affiniteit kunnen net iets afwijken. Voor een optimale voorspelkracht van je analysemethode over hoe je enzym zich in een applicatie gedraagt, wil je zonder label de activiteit kunnen meten. Binnen een BE-Basic project met Peter-Leon Hagedoorn en Thomas Hankemeier werken we in dit kader aan calorimetrie, een charmante tool om snel verandering in de tijd te kunnen meten. Al is het nog steeds moeilijk om het toe te passen voor enzym­activiteit en -kinetiek. Als we de stap weten te maken, dan kan calorimetrie zomaar eens veel gaan bijdragen aan innovatie.

Een heel andere detectiemethode is massaspectrometrie. Wat we als DSM op enzym-MS-vlak in huis hebben, is state of the art en tegelijkertijd kijken we natuurlijk mee naar de nieuwste ontwikkelingen. En wat te denken van het werk van Ron Heeren op het vlak van imaging MS. Hij zet dat in voor weefselonderzoek. Zouden we dat ook voor voedsel zoals cake of brood kunnen gebruiken? Daarvoor ligt nu een voorstel bij NWO. Het is eigenlijk net als bij de ontwikkeling van de sequencers: soms gaan verschuivingen in de technologie langzaam, en soms heel snel.’

 

Wat maakt het zo leuk om hieraan binnen DSM te werken?

‘Ik krijg hier veel ruimte om mijn interesses vorm te geven. Dat maakt dat ik kan doen waar ik goed in ben; de breedte met de diepte verbinden. Samen met teams, met mensen, aan diverse projecten werken, waarbij analyse een essentiële rol speelt. Ik mag meeliften op al die ideeën die er ontstaan. Ik denk dat de grote innovaties, nieuwe technologieën en producten, zullen komen van daar waar vakgebieden samenkomen. Welke dat zijn? Dat weet je niet.’

Beknopt cv Denise Jacobs

2016-heden: senior scientist analytische biochemie, DSM

2014-heden: penningmeester Nederlandse Biotechnologische Vereniging (NBV)

2004-2016: diverse functies binnen DSM

1998-2003: promotie in de proteomics, Universiteit Leiden

1991-1997: studie bioprocestechno­logie, WUR