Creatief met DNA

Het klinkt misschien als het zoveelste merk cornflakes of muesli, maar CRISPR staat voor Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats: stukken repeterende codes in het DNA van een bacterie waarmee die een virusaanval herkent. Samen met het enzym Cas9 vormen ze een instrument om op een heel specifieke plek in viraal dna te knippen. Als de cel deze breuk repareert, kan het gebeuren dat hij een rondzwervend stukje DNA inbrengt. Van dit proces wordt gebruikgemaakt bij genetische manipulatie: het inbrengen van nieuwe genen in een organisme.

De techniek bestaat nog maar een paar jaar, maar nu al is duidelijk dat de uitvinding verstrekkende gevolgen zal hebben. Was knippen in genen tot voor kort een zeer complex, tijdrovend en duur procedé, de nieuwe techniek is eenvoudig, snel, kost een habbekrats en is ook nog eens zeer precies. Eindelijk is er een instrument waarmee we in de nabije toekomst ziektes als alzheimer, hiv, malaria en mogelijk zelfs kanker een halt toe kunnen roepen, zo klinkt het. Eindelijk hebben we iets waarmee we in het dna opgeslagen, erfelijke aandoeningen kunnen repareren.

Maar niet iedereen is zo enthousiast. Met CRISPR krijgt het schrikbeeld van designerbaby’s ineens een nieuwe lading. De betrekkelijke eenvoud en lage kostprijs van de techniek maken het bovendien mogelijk dat gentechnologie ook buiten gevestigde laboratoria en onderzoeksinstituten kan worden gepraktiseerd, met alle risico’s van dien: dat er op een dag een Ernst Blofeld opstaat die op zijn zolderkamer, buiten het zicht van overheden en controlerende instanties, een levensgevaarlijk virus in elkaar knutselt of dat goedbedoelende amateurs per ongeluk enge mutaties de wereld in helpen, bacteriën en schimmels die zich door geen medicijn laten remmen, gif produceren en zich ongebreideld voortplanten.

Iemand die zich weinig gelegen laat liggen aan dergelijke angstvisioenen is Josiah Zayner, voormalig NASA-onderzoeker, biotechnoloog, kunstenaar en een van de boegbeelden van de biohacking-gemeenschap: individuen en kleine organisaties, veelal afkomstig uit de wetenschap en de kunstwereld (vaak met een activistische achtergrond), die een soort DIY-biologie bedrijven. De CRISPR-technologie is zo’n machtig instrument dat moet worden voorkomen dat een handvol puissant rijke ondernemingen het monopolie krijgt, zegt Zayner, die ook in de VPRO Tegenlicht-uitzending aan het woord komt. Zo veel mogelijk mensen moeten de technologie leren kennen, zodat ze erover mee kunnen praten. ‘Ik wil de wetenschap democratiseren.’ En dus heeft hij een CRISPR-kit ontworpen waarin alles zit wat de biohacker nodig heeft om thuis zelf aan de slag te gaan. Voor 159 dollar verscheept hij zijn DIY Bacterial Gene Engineering CRISPR Kit vanuit z’n garage over de hele wereld, ook naar Nederland.

Amsterdam, half februari. Voor het vijfde jaar op rij organiseert Waag – een onderzoekscentrum waar kunstenaars, hackers, ontwerpers, activisten en wetenschappers samenwerken – de BioHack Academy: een cursus van drie maanden waarin deelnemers leren zelf thuis brandstof, voedsel, medicijnen, schimmels en ‘much more funky bio stuff’ te kweken, aldus de website van de Academy. ‘Sluit je aan bij de biorevolutie en bouw je eigen biofabriekje!’

Vandaag is een bijzondere dag. Studenten van de Koninklijke Academie van Beeldende Kunsten in Den Haag en andere deelnemers aan de BioHack Academy gaan met een CRISPR-kit van Zayner aan de slag. De kit staat op tafel. Klaar om uitgepakt te worden. Het is een doodgewone doos – dat hierin een minilabje zit waarin het leven zelf object van spel en creativiteit is geworden, geen douanier zal het vermoeden.

Creatief onderzoeker, bioloog en hoofd van de BioHack Academy Roland van Dierendonck (26) houdt een inleidende presentatie. In hoog tempo komt een stortvloed aan termen voorbij: Cas-9-enzym, synthetiseren, basenparen, target DNA, messenger RNA, template DNA. ‘Snappen jullie nu een beetje hoe crispr werkt?’ vraagt hij tenslotte. Een enkeling knikt. Het is veel informatie. Knippen en plakken, dat is de essentie, zoveel is duidelijk. Er volgt nog een filmpje waarin slierten dna als kleurrijk kronkelende treinrails over het scherm dwarrelen en daarna duikt zelfs actrice Jennifer Lopez even op.  ‘CRISPR is echt hot,’ zegt Van Dierendonck en hij lacht. J.Lo blijkt mee te werken aan een dystopische tv-serie waarin CRISPR ten grondslag ligt aan allerlei enge avonturen. Dan gaat het echt beginnen. De kit wordt uitgepakt. Tevoorschijn komen allerlei flesjes, petrischaaltjes en plastic buisjes, rubberen handschoenen en een pipetje, vloeistoffen met een transformatiemix (chemicaliën die de E. coli gastvrij dienen te maken), een aantal plasmiden (circulaire stukjes dna met daarop de gewenste genen) en het te transformeren organisme zelf natuurlijk, een E. colibacterie.

‘We gaan een nieuw stukje DNA in de bacterie aanbrengen, zodat deze resistent wordt tegen streptomycine, een antibioticum.’ Van Dierendonck zegt het achteloos. Aanvankelijk reageert niemand. Het technisch procedé wordt uitgelegd. Dan steekt een van de deelnemers de hand op: ‘Ehm, maar is dat niet gevaarlijk dan?’ Streptomycine is een oud antibioticum, reageert Van Dierendonck, het wordt vrijwel niet meer gebruikt. ‘Maar natuurlijk zijn er vragen over dit soort onderzoek, je speelt toch met antibiotica en resistentie.’

Het echte laboratorium van Waag bevindt zich in de torenkamer van het middeleeuwse gebouw waar Rembrandt ooit zijn Anatomische les van Dr. Nicolaes Tulp situeerde. Iedereen krijgt een witte labjas aan. Nadat een beetje is geoefend met pipeteren – het opzuigen en weer loslaten van een afgemeten hoeveelheid vloeistof – is het tijd voor het echte werk. ‘Neem honderd microliter van de transformatiemix, tien microliter van de verschillende plasmiden en tien microliter van de E. coli, en breng dat samen in een buisje.’ In een oogwenk is het gedaan en verdwijnen de mengsels in een koelkast waarop met grote letters staat geschreven: ‘Please no food in the fridge!!’ De mengsels moeten even tot rust komen en afkoelen. Een halfuurtje wachten, dan gaan ze in een pan met hete vloeistof. Die plotseling temperatuurverandering zorgt ervoor dat de E. coli schrikt en haar poriën opent, waarna het nieuwe dna de cel kan binnendringen; een zogenaamde heat shock.

Terwijl we wachten, vertelt Lucas Evers (50), kunstenaar, politicoloog en hoofd van Waags biolab, over biohacking en de nog veel oudere biokunst. De naam Eduardo Kac valt, een kunstenaar die ooit een fluorescerend konijn creëerde door het beestje te injecteren met de lichtgevende proteïne van een kwal. Nee, nut heeft zo’n konijn niet direct, het is vormonderzoek, zegt Evers, dat is wat kunstenaars doen. ‘Vroeger maakte men schilderijen, nu gaan mensen het lab in – dit soort levende organismen zijn de nieuwe sculpturale materialen.’ Maar in de biokunst gaat het niet alleen daarom, kunstenaars dragen ook echt bij aan wetenschappelijke kennis, zegt Evers: doordat ze vrijer onderzoek doen en zo dingen ontdekken die ‘gewone’ wetenschappers niet snel zullen vinden. Veel biokunst gaat bovendien over het creëren van awareness: aandacht vestigen op die nieuwe technologie, op de ethische vraagstukken die ermee samenhangen. Kunstenaars die met biotechnologie aan de gang gaan, zijn overigens heel consciëntieus, benadrukt hij, en er is natuurlijk wel degelijk regelgeving.

‘In ons lab mogen we slechts met een beperkte groep organismen werken, en alleen wanneer de autoriteiten zijn verwittigd en er een biosafety officer aanwezig is: iemand die controleert of aan alle veiligheidseisen wordt voldaan,’ zegt Evers. ‘Die biosafety officer is er vandaag niet. Dat geef ik jullie alvast mee.’

Hij monstert de reactie van de deelnemers.

‘Wat we tot nu toe hebben gedaan, het prepareren, is gewoon toegestaan. Het is pas tijdens de hitteschok dat de genetische mutatie in gang wordt gezet. Het is aan jullie om te beslissen of we die ook daadwerkelijk uitvoeren.’

Ondertussen heeft Van Dierendonck de hittepan klaargezet. Er komt stoom uit. Op een of andere manier roept het associaties op met rookworst van de Hema. ‘Dus wat doen we?’ vraagt Van Dierendonck. ‘We hebben geen toestemming, als we doorgaan, zou iemand hier z’n baan kunnen verliezen.’ Hij zegt het met een glimlach waarin iets van ironie doorschemert – is hij serieus?

‘Ik denk dat we het moeten doen,’ zegt een jongen.

‘We zijn nu al zover gekomen, dan moet je het maar afmaken ook, en het is toch geen menselijk materiaal of zo,’ vult een ander aan.

‘Hebben jullie geen morele bezwaren?’ vraagt Van Dierendonck

De jongen, zachtjes: ‘Nee, nee.’

‘Omdat de techniek zo makkelijk is, verlies je de ethische aspecten uit het oog,’ zegt een meisje na een tijdje.

‘Wat is nou eigenlijk het punt dat je wilt maken?’ vraagt weer een andere deelnemer. ‘Dat we die veiligheidsvoorschriften serieus moeten nemen, of juist dat die voorschriften een onterechte belemmering vormen en we de hitteschok juist wel moeten uitvoeren?’

Van Dierendonck: ‘Ik stel slechts de vragen.’

‘Als het voor educatieve doeleinden is, in plaats van kunst, is het dan wel oké?’ vraagt iemand zich hardop af.

Niemand antwoordt.

‘Het gaat ook om de vraag van wie leven is, of je het mag manipuleren,’ zegt een jongen. ‘En doe je het voor jezelf of voor de maatschappij.’

Biokunstenares Špela Petric is aangeschoven: ‘Een van de problemen van genetic engineering is dat, welke techniek je ook kiest, er altijd kans is dat er naast de beoogde modificatie nog iets anders gebeurt. Dat is mij overkomen. Je kunt ook morsen en de mutatie per ongeluk meenemen naar buiten.’

Stilte

‘En?’ vraagt Van Dierendonck nogmaals.

‘Ik heb geen idee, als het met mensen zou zijn, is het duidelijk: dan niet,’ zegt een student. ‘Maar ik heb onvoldoende kennis, dus dat is denk ik eigenlijk een goede reden om het niet te doen.

‘Bij een hitteschok is toch niets te zien,’ zegt de jongen die zich eerder voorstander toonde met iets van berusting in zijn stem.

Opnieuw stilte.

‘Als er nu geen journalist bij was, geen filmploeg,’ mijmert een ander. ‘Ik wil niet dat je hierdoor wordt ontslagen.’

Hitteschok of geen hitteschok, dat is de vraag.

De hand van Van Dierendonck gaat naar de knop van de hittepan. ‘Oké, nu wil ik het weten. Zet ik hem uit, of gaan we de hitteschok doen en de bacterie ook echt muteren? Jullie moeten beslissen. Wat wordt het?’

Kijk voor nadere uitleg over CRISPR-Cas9 op vpro.nl/crispr
Kom woensdag 28 maart om 20.00 uur naar  de VPRO Tegenlicht Meet Up ’Dokteren met DNA’ in Pakhuis de Zwijger te Amsterdam. Met onder anderen bio-ethicus Britta van Beers en regisseur Rob van Hattum. Toegang is gratis, reserveren kan via dezwijger.nl/tegenlicht. Kijk op tegenlicht.vpro.nl voor een Meet Up bij u in de buurt.