20072008 origin#1

���������� ������������ ��������

�����������������������������������������������������������������������

Afscheidsinterview Prof. Dr. Frans Saris

De kracht van de zon

Een unieke Honours Class!

Biologen op de boerderij

Redactioneel

Inhoud

Nieuwe lente

Nieuws

3

“Een nieuwe lente en een nieuw geluid.” Zo begint het gedicht Mei van Herman Gorter.

Voor onze faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen begint met het collegejaar 2007-2008 ook een “nieuwe lente”. Niet alleen omdat er weer een enthousiaste en opmerkelijk grote groep eerstejaars in de collegebanken en de practicumzalen heeft plaatsgenomen, maar ook omdat een nieuwe decaan het roer heeft overgenomen. Sjoerd Verduyn Lunel neemt, na een succesvolle periode onder Frans Saris, een faculteit in bloei over. Een faculteit die stevig verankerd is in toponderzoek en toponderwijs.

Een faculteit die met ambitie en vertrouwen naar de toekomst kijkt. “Een nieuwe lente en een vertrouwd geluid.”

Afscheidsinterview Frans Saris

4

Agenda

9

Netherlands Metabolomics Centre

10

De week van: Anneline de Smalen

14

De kracht van de zon

20

Een unieke Honours Class

24

SV LIFE

27

Aesculapius

28

Biologen op de boerderij

30

Jörn Venderbos

Colofon

4

14

20

, jaargang 3, nummer 1, januari 2008 Oplage:

4.500

Redactieadres: Origin Magazine Einsteinweg 55 2333 CC Leiden info@originmagazine.nl www.originmagazine.nl Redactie:

2

Hoofdredactie: Gert Jan van Helden Eindredactie: Jörn Venderbos, Johan Detollenaere

Origin - Universiteit Leiden

Aan Origin werkten mee: Jorg Matysik, Thomas Hankemeier, Frans Saris, Anneline de Smalen, Jan Smit, Maarten Heins, Pieter van Boheemen, Reanne van Kleef Drukkerij:

Drukkerij Groen, Leiden

Opmaak:

teambart

Origin en al haar inhoud © Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen, Universiteit Leiden.

Alle rechten voorbehouden.

27

Nieuws Koninklijke onderscheiding voor scheidend decaan Frans Saris Prof.dr. Frans Saris, decaan van de Faculteit der Wiskunde en de Natuurwetenschappen, is bij zijn afscheid benoemd tot Ridder in de Orde van de Nederlandse Leeuw. De uitreiking door de burgemeester van Bergen in Noord-Holland, A.Ph. Hertog, vond plaats na afloop van zijn afscheidsrede op 31 augustus.

Saris is van grote betekenis geweest voor de faculteit. Zijn inspirerende persoonlijkheid en overtuigingskracht zorgden in belangrijke mate voor het grote draagvlak dat binnen de Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen bestond voor de uitgezette strategie Meerwaarde door synergie en het succes waarmee deze werd gerealiseerd. Onder zijn leiding is de faculteit financieel kerngezond geworden. Zijn overtuiging dat de instituten veel meer dan voorheen konden profiteren van de subsidiemogelijkheden in de tweede en derde geldstromen heeft hij met succes overgebracht.

Miljoenen profiteren niet mee van kennis Een gsm die via simpele sensoren je hartslag en bloeddruk meet, is geen verre toekomstmuziek maar slechts een kleine innovatie verwijderd van onze huidige gsm die al stappen en calorieën kan tellen. ‘Onze totale persoonlijke leefomgeving elektroniseert’, zegt Jos van den Broek, docent wetenschapscommunicatie bij de Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen en bijzonder hoogleraar Biomedische Wetenschapscommunicatie bij het LUMC. Op 26 oktober hield Jos van den Broek zijn oratie over de gevolgen voor de biomedische wetenschapscommunicatie, waarmee hij zijn ambt als hoogleraar officieel aanvaardde.

Netherlands Metabolomics Centre ontvangt subsidie van 25 miljoen Het Netherlands Genomics Initiative heeft het in Leiden gevestigde Netherlands Metabolomics Centre een financiele impuls van 25 miljoen toegekend. Project Coordinator is de Leidse hoogleraar Thomas Hankemeier.

Rietje van Dam nieuwe vice-rector magnificus Prof.dr. Rietje van Dam wordt de nieuwe vice-rector magnificus van de Universiteit Leiden. Zij volgt op 1 september in het College van Bestuur Ton van Haaften op. Van Dam was hoogleraar natuurwetenschappen, in het bijzonder biochemie en biotechnologie, aan de Open Universiteit Nederland. Zij wordt als hoogleraar ‘Duurzaamheid en onderwijsvernieuwing’ benoemd in de Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen. In het het College van Bestuur zal zij de portefeuilles onderwijs en HRM gaan beheren.

Nieuws Origin - Universiteit Leiden

3

Afscheidsinterview Prof. Dr. Frans Saris

‘De eeuw van de biologie’ ‘Frans Saris is een man om trots op te zijn’, zei rector-magnificus Paul van der Heijden in zijn toespraak tijdens het afscheid van decaan Frans Saris. Na vijf jaar de faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen te hebben geleid nam Frans Saris 31 augustus afscheid als decaan. Een periode waarin het budget van de faculteit met vijftig procent is gegroeid. Een gezamenlijke prestatie om trots op te zijn. Zijn indrukwekkende afscheidscollege was niet zozeer een college als wel een performance, een toneelstuk waarin weteschappelijke kopstukken als Albert Einstein, Charles Darwin, Spinoza, Niko Tinbergen en Francis Bacon met elkaar in dialoogvorm van gedachten wisselen over de waarde van wetenschap. Naar aanleiding van zijn afscheid en zijn afscheidscollege heeft de Origin met hem een vraaggesprek gehouden.

DOOR JÖRN VENDERBOS

In uw boek Waartoe wetenschap? zegt u dat deze eeuw de eeuw van biologie zal worden, daar waar de twintigste eeuw de eeuw van de natuurkunde is geweest. Biologie is “in”. Wat mogen we van de biologie verwachten?

Gedurende de vorige eeuw hebben we in de natuurkunde enorme omwentelingen gezien. De relativiteitstheorie heeft ons begrip van ruimte en tijd radicaal veranderd en de quantummechanica heeft ons geleerd dat we heel anders moeten kijken naar de materie op kleine schaal. Daarnaast telt kernsplijting ook tot de uitzonderlijke, uit natuurkundig onderzoek geboren prestaties van de vorige eeuw. Ook de micro-electronica moet je niet vergeten. Allemaal ontdekkingen en toepassingen met verstrekkende gevolgen, niet alleen voor de wetenschap, maar ook voor de samenleving. De kernbom is daarvan denk ik het meest prominente en macabere voorbeeld.

Willem te Beest en Jan Kijne luisteren de receptie op met enkele leuke melodieën

4

Origin - Universiteit Leiden

Dat nauwe verband tussen ontwikkelingen in de natuurkunde en de samenleving, maakt de twintigste eeuw tot de eeuw van de natuurkunde. De budgetten van FOM bijvoorbeeld, groeiden in de tijd dat ik een jonge onderzoeker was met 25%. Dat is nu niet meer zo. Het is dus niet alleen een kwestie van uitzonderlijke wetenschappelijke uitdagingen, maar ook van wat de maatschappij daarvoor over heeft.

In de toekomst zal de behoefte van de samenleving veel meer gericht zijn op de life-sciences, op de moleculaire en genetische biologie. De grote ontwikkelingen en ontdekkingen zijn in dat domein te verwachten. Denk maar aan het in kaart brengen van de werking van ons zenuwstelsel en onze hersenen. Wat betreft impact zijn dat de analogons van de relativiteitstheorie, de quantummechanica en de kernsplijting. Toepassingen in de medische technologie zullen een groot interesse genieten.

Ook het volledig begrijpen van de werking van DNA en genetische codes is van fundamentele betekenis. Vooral voor ons zelf beeld en onze plaats in de evolutie. Hierbij moeten we echter wel oppassen, dat zich fouten uit het verleden niet herhalen. Kernsplijting heeft ons de kernbom gegeven. Achter ongetemd onderzoek in de genetische manipulatie schuilt een even groot gevaar. Veel beloftes die nu gedaan worden, denk aan het genezen van ziektes, kunnen nog lang niet waargemaakt worden. Misschien wel nooit.

Voorlopig weten we nog te weinig op dit gebied om ons aan risicovolle experimenten te wagen.

Het symposium ter ere van het afscheid van Frans Saris

En in uw eigen vakgebied, de natuurkunde, wat mogen we daar in de toekomst verwachten?

In de natuurkunde zal het accent moeten verschuiven naar de biofysica en de medische fysica. Daar valt veel baanbrekend onderzoek te doen. Dat veronderstelt wel een andere houding van natuurkundigen.

De reductionistische stelling, dat alle natuurwetenschap uiteindelijk neerkomt op natuurkunde moet van tafel.

In uw boek heeft u het in die context over ‘arrogante fysici’, die menen dat de snaartheorie de Heilige Graal van de natuurwetenschap is; dat de natuurkunde ons van een Theorie van Alles moet voorzien.

Die stelling vind ik inderdaad een misvatting. De bijna obsessieve zoektocht naar de Theorie van Alles is wat mij berteft de verkeerde weg. Ga maar na, als iemand mij op de vraag ‘waarvan is een electron gemaakt?’ antwoordt: ‘van snaren’, dan is onmiddellijk mijn volgende vraag: ‘waarvan zijn snaren gemaakt?’.

De juiste vraagstelling is niet, waarvan alles gemaakt is, maar hoe alles wérkt. En daarop hebben we al een

antwoord; de Theorie van Alles is er al: de evolutietheorie van Charles Darwin. Die geeft ons een heldere kijk in de machinekamer van de natuur.

Overigens moet ik er wel bij zeggen, dat in een heel specifiek deelgebied van de natuurkunde, waar we ook in Leiden erg goed in zijn, er wel een grote paradigmaverandering in de lucht hangt: de sterrenkunde.

Op dit moment kennen we slechts 5% van de materie in het heelal. De overige 95% kennen we nog niet en noemen we daarom ‘donkere materie’. Die ‘donkere materie’ zullen we in de toekomst beter leren kennen.

Ook zal er op korte of lange termijn leven op andere plekken in het heelal gevonden worden. Dat kan niet uitblijven. Welke vorm dat leven heeft weet ik niet, maar we zullen het onherroepelijk gaan tegenkomen.

In uw boek brengt u het begrip ‘overlevingsmoraal’ ter sprake, een van de Theorie van Alles van Darwin afgeleide moraal. Aan Darwin ontlenen we dus een moraal?

Moraal gaat over goed en fout, over hoe te leven.

Vroeger gaf de godsdienst, of de kerk daarop een samenhangend antwoord. Dat is al lang niet meer zo, doordat de legitimatie van die moraal, de God-

Origin - Universiteit Leiden

5

Met dat soort uitlatingen ben ik het niet alleen oneens, ik vind ze immoreel. Immoreel in de zin van de eerder genoemde overlevingsmoraal. Het leven is moeilijk genoeg, soms zelfs weerbarstig en als je mensen dan ook nog vertelt dat het allemaal geen enkel doel dient bederf je hun levensmoed. Dat bevordert niet het overleven, dat helpt mensen niet verder. Dus mag je het immoreel noemen.

Dat is een heel praktische redenering.

Ik ken ook alleen maar een praktische moraal.

Natuurkundige Paul Davies is het in zijn boek met u eens dat het heelal niet doelloos is. Hij heeft het over een ‘coherent scheme of things’. Verder bespreekt hij de stelling dat de wetten die het universum regeren precies gemaakt lijken te zijn om leven te laten ontstaan.

Frans ontvangt uit handen van Koen Kuijken het certificaat van de asteroïde die naar Frans is vernoemd

delijke openbaring, is weggevallen. Sommigen menen dat daardoor elke basis voor welke moraal dan ook verdwenen is. Ik denk van niet. Uit de evolutietheorie, de ware Theorie van Alles, volgt een overlevingsmoraal. Ook maatschappijke en culturele ontwikkelingen volgen namelijk het evolutionaire patroon van mutatie, selectie en reproductie. Wij mensen kunnen daardoor onze eigen evolutie beïnvloeden, zelfs tot op zekere hoogte overheersen. Wij kunnen bijvoorbeeld kiezen tussen duurzame ontwikkeling of ongeremde ontwikkeling. Onze voorkeur heeft datgene wat bijdraagt tot overleven. Onze ethiek is overlevingsethiek, onze moraal is overlevingsmoraal.

Nu kan je de vraag stellen: ‘hoe weet je zeker dat overleven het doel is?’ Dat weet ik niet zeker, dat is mijn geloof. Je moet geloven dat overleven de moeite waard is. Wetenschap is ook niet waardevrij, wetenschap heeft overlevingswaarde.

U herkent dus, als ik het goed begrijp, een duidelijk doel in de natuur. Er zijn ook mensen die beweren dat er geen doel in de natuur te vinden is; dat de natuur, het heelal, doelloos is. Steven Weinberg zegt bijvoorbeeld: ‘The more the universe seems comprehensible, the more it also seems pointless’. Richard Feynman heeft zich ook in die richting uitgelaten en in uw boek citeert u Bas Haring die er hetzelfde over denkt.

6

Origin - Universiteit Leiden

Dat is een legitieme vraagstelling. Natuurlijk is het zo, dat er geen oneindig aantal mogelijke mutaties is.

Er is een beperkt aantal mogelijkheden in de natuur.

Dus de stelling heeft een kern van waarheid. Je mag ook terecht de vraag stellen of leven, in welke vorm dan ook, opnieuw tevoorschijn zou komen als we de evolutionaire film zouden terugdraairen en opnieuw zouden afspelen. Ik denk dat de kans daarop groot is.

Net kwam al ter sprake dat ook culturele ontwikkelingen een evolutionair patroon volgen. Ofwel, alles wat in de culturele sfeer het overleven bevordert, houdt stand, al het andere niet. Moet je dan niet heel huiverig zijn voor cultuurrelativisme?

Ja. Cultuurrelativisme, decadentie en onverschilligheid zijn gevaarlijke tendensen en opnieuw mag je zeggen dat het zelfs immoreel is om cultuur gering te schatten. Immoreel in de zin van de overlevingsmoraal. Tegenwoordig is er weinig oprechte interesse voor cultuur en cultuurbehoud. Het aanbod van televisie programma’s is daar een onmiskenbaar symptoom van denk ik. Dat is jammerlijk, want cultuur is cruciaal voor ons overleven.

In uw afscheidscollege laat uw Darwin en Spinoza de vraag bespreken of ook religie een evolutionaire verklaring heeft. Denkt u dat dat zo is?

Ik denk zeker dat religie ergens in de geschiedenis ontstaan kan zijn, omdat het overlevingswaarde had.

De eerste mensachtigen kenden vermoedelijk geen religie. Er moet dus ergens een volk zijn geweest dat religie als eerste heeft ontdenkt. Toen mensen landbouw gingen bedrijven, in plaats van jagen en verzamelen, kregen ze ook te maken met nieuwe problemen. Bij het oogsten was er de neiging zich te overeten en overdrinken, zodat alles al snel op was.

Er werden geen voorraden aangelegd en er was dus niet genoeg voor de kwade dag. Zo kreeg men behoefte aan rituelen en aan priesters om het gedrag in goede banen te leiden en aan de toekomst te denken.

Religie heeft dus zeker een potentiële overlevingswaarde.

Ook vandaagdedag kan ik me voorstellen dat religie nog overlevingswaarde kan hebben, ook al verdwijnt zij steeds meer naar de maatschappelijke marge.

Ook tegenwoordig hebben we namelijk behoefte een saamhorigheid en rituelen. Kijk maar naar de manier waarop we promoties vormgeven en waarop we plechtig het academisch jaar openen.

Richard Feynman onderscheidt in zijn essay The Relation between Science and Religion drie aspecten van religie: het metafysische aspect, het morele aspect en het inspirerende aspect. Met het eerste aspect bedoelt hij dat religies traditioneel antwoorden proberen te geven op vragen als ‘wie zijn wij?’, ‘wie is God?’ en ‘waar komen we vandaan?’. In die metafysische sfeer ziet Feynman het conflict met de moderne natuurwetenschap. Zolang religie zich concentreert op moraal en inspiratie is er geen tegenstelling tussen religiositeit en wetenschap bedrijven.

Dat lijkt mij in wezen juist is. Zoals ik eerder al zei, als religie mensen kan samenbrengen en cohesie kan bevorderen, vervult zij een overlevingswaardevolle rol. Daarnaast geloof ik zelf ook niet in een persoonlijke God die aan de wieg staat van de schepping. Ik geloof ‘in de natuur, in het universum, in alles wat is, inclusief wij mensen zelf ’. Ik geloof in de God van Spinoza en dat sluit een persoonlijke God uit. Tot de God van Spinoza bid je niet. Dat betekent niet dat er geen directe relatie met God is, in de zin dat je je bewust kan zijn van God. Wij mensen zijn onderdeel van de natuur en dus van God, God zit in ons. Daar moet je natuurlijk wel steeds bij zeggen dat je de God van Spinoza bedoelt.

Bij het lezen van uw boek viel mij op dat er een aantal optimistische boodschappen aan de lezer in zitten. Zo legt u uit dat Nederland al lang een kennisland is en rekent u af met de misvatting dat de natuur streeft naar maximale wanorde en chaos. Uw centrale stelling is dat wetenschap de moeite waard is, weg met cynisme. Bent u zelf een echte optimist?

Zeker. Ik heb veel gereisd in mijn leven en daardoor veel ellende gezien in de wereld. Armoede en oorlog zijn ons hier in Nederland vreemd, gelukkig maar. In veel delen van de wereld is er echter een structureel gebrek aan elementaire levensbehoeften. Door buiten de deur te kijken wordt je eigen situatie in perspectief geplaatst. Ik denk dat wetenschap kan helpen om op grote problemen een antwoord te vinden en ik ben optimistisch dat dat ook gaat lukken. We weten bijvoorbeeld al veel over conflictbeheersing en kunnen vaak, niet altijd, oorlogen of escalaties voorkomen.

Frans Saris

Jan Kijne met wie Frans de dialoog opvoerde

Origin - Universiteit Leiden

7

We weten hoe we duurzaam met de natuur moeten omgaan. We weten hoe we het energie-probleem moeten oplossen. Ik ben ervan overtuigd dat wetenschap altijd een bijdrage zal leveren aan de verbetering van de kwaliteit van leefomstandigheden. Wij mensen hebben op grond van onze geestelijke vermogens de capaciteit meegekregen om grote vraagstukken te analyseren en op te lossen. Dat gebeurt niet altijd in een keer, zonder slag of stoot, maar zal uiteindelijk altijd het resultaat zijn.

De sprekers op het symposium

Nu u afscheid heeft genomen van de faculteit, wat gaat u zelf doen?

We heb zeven kleinkinderen en daarmee zal ik veel tijd doorbrengen. Verder heb ik in mijn carrière altijd elke zeven jaar een ‘sabbatical year’ genomen. Door mijn bestuursverantwoordelijkheden is het daarvan al lange tijd niet meer gekomen. Ik zal dus binnenkort weer voor een langere periode naar het buitenland gaan om onderzoek te doen.

Dit najaar ben ik mede-organisator van een workshop hier in het Lorentz Center met al thema “een evolutionaire verklaring voor literatuur”. Mensen van over de hele wereld zullen daaraan deelnemen om te praten en te discussiëren over ‘literary Darwinism’. Heel interessant lijkt me dat.

Daarnaast reis ik de wereld af om in opdracht van oud-promovendi van mij, projecten in de sfeer van duurzame energie te bekijken en te beoordelen. Een aantal van mijn promovendi is namelijk gaan werken in de duurzame energie sector en probeert middels eigen bedrijven geld te verdienen met het ontwikkelen van innovatieve manieren om duurzame energiebronnen rendabel te gebruiken. Dat is een heel interessante en levendige sector. Hij groeit met ongeveer 20% per jaar, terwijl de wereldeconomie met maar een paar procent per jaar groeit. Neem bijvoorbeeld een project in Gambia, Afrika. Daar hebben ze geen stroomnet, niet zoals hier in ieder geval. Maar ook iemand uit Gambia wil gebruik maken van internet, of mobiele telefonie. Daar worden mobiele telefoons opgeladen door zonne-energie. Met zonnepanelen dus. Ook zijn er internetcafé’s gebouwd, die voorzien zijn van zonnepanelen en dus helemaal werken op zonne-energie. Met dit soort ideeën kan je kennelijk gewoon geld verdienen, zelfs in Gambia.

Hoe ziet onze faculteit er over tien jaar uit?

Geen idee. Het accent zal wellicht nog meer verschoven zijn naar de life-sciences, maar de disciplines zullen niet verdwenen zijn. Ik geloof in disciplines.

Je moet immers eerst een vak leren, wil je je met vakoverstijgende onderwerpen in de life-sciences bezig houden.

Frans Saris samen met Jan van Ruitenbeek, Wetenschappelijk directeur van het LION

8

Origin - Universiteit Leiden

Agenda Donderdag 8 november

Vrijdag 23 november

Biologie Symposium: In the Spotlight

Open Dag

Vrijdag 9 november

Donderdag 29 November

Symposium Johan Lugtenburg Ter gelegenheid van de 65-ste verjaardag van prof. dr.

Johan Lugtenburg wordt op vrijdag 9 november a.s. een symposium georganiseerd, met aansluitend een receptie in de centrale hal van het Gorlaeus gebouw

Van Leeuwenhoek Lecture on BioScience Speaker: Professor Dr. Naweed Syed (Calgary) Thursday November 29 2007, 16.00 hr Clusius Laboratory, Lecture Hall Wassenaarseweg 64 Leiden

Dinsdag 20 november

Agenda

Voorlichtingsbijeenkomst Studeren in het Buitenland Op 20 november wordt er een voorlichtingbijeenkomst gehouden voor W&N studenten in het kader van de studie een tijdje naar het buitenland willen

Promoties Dinsdag 13 november, 16.15 uur

Woensdag 28 november, 15.00 uur

Promotie: M.D. Ackermann Titel: Operando SXRD: A New View on Catalysis Promotor: Prof.Dr. J.W.M. Frenken

Promotie: M.Y.M. Peeters Titel: Don’t be afraid! Population PK-PD modeling as the basis for individualized dosing in children and critically ill Promotor: Prof.Dr. M. Danhof Prof.Dr. D. Tibboel (EUR)

Woensdag 14 november, 15.00 uur Promotie: A.K. Ibui Titel: Indigenous knowledge, belief and practice of wild plants among the Meru of Kenya Promotor: Prof.Dr. L.J. Slikkerveer Prof.Dr. R.E. Leakey (Stony Brook Iniv. USA)

Woensdag 28 november, 16.15 uur Promotie: L. Snijders Titel: Extreme star formation in starbust galaxies Promotor: Prof.Dr. M. Franx

Dinsdag 27 november, 16.15 uur

Donderdag 29 november, 15.00 uur

Promotie: M.C.M. Welten Titel: Spatio-temporal gene expression analysis from 3D in situ hybridization images Promotor: Prof.Dr. S.M. Verduyn Lunel Prof.Dr. H.P. Spaink

Promotie: J.M. Woltering Titel: Hox, microRNA and evolution Promotor: Prof.Dr. A.J. Durston

Promoties Origin - Universiteit Leiden

9

Netherlands Metabolomics Centre: om personalised health Recent vond de kick-off meeting plaats van het Netherlands Metabolomics Centre (NMC, www.metabolomicscentre.nl) in het nieuwe Demonstration & Competence Lab op 7de verdieping in het Gorlaeus. Het NMC is een samenwerkingsverband van een aantal universiteiten, kennisinstellingen en bedrijven. Na het verkrijgen van een aanjaagsubsidie hoopt men op de definitieve goedkeuring van het 5-jarig businessplan, om 1 januari 2008 het volledige onderzoeksprogramma te kunnen starten als onderdeel van het Netherlands Genomics Initiatief (NGI, voorheen Nationaal Regieorgaan Genomics). NGI is een initiatief van vijf ministeries om het genomics onderzoek in Nederland op de kaart te zetten. Prof. Thomas Hankemeier (LACDR) is initiatiefnemer en directeur van het NMC.

Wat is metabolomics?

Metabolomics is het meten van zo veel mogelijk metabolieten in lichaamsvloeistoffen, weefsel en cellen (Figuur 2). Metabole processen staan aan de basis van de fysiologie. Daarom is juist metabolomics uitermate geschikt om onderscheid te maken tussen gezond en ziek. Door middel van vergelijking van metabole profielen kunnen ingewikkelde biochemische pathways in multi-factoriële ziektes ontrafeld worden, en kunnen de werkzaamheid van farmacologische of voedingsinterventies worden voorspeld.

Partners van het Metabolomics Centre

10

Origin - Universiteit Leiden

Dit kun je vergelijken met de hielpriek voor babies, waarmee levensbedreigende ziektes, zogenaamde “in-born errors of metabolism”, gedetecteerd kunnen worden, en met de juiste preventiemaatregelen voorkomen kunnen worden. Metabole profielen, of in feite een zeer groot aantal metabolieten, kunnen bijvoorbeeld met behulp van vloeistofchromatografie of electroforese gekoppeld aan de massaspectrometer, gemeten worden. In combinatie met biostatistiek en bioinformatica kunnen die metabole profielen als een soort “fi ngerprint” van een systeem veel inzicht geven in het onstaan van een ziekte, of waarom in sommige gevallen een ziekte juist niet ontstaat. Andere interessante vragen die in het NMC zullen worden bestudeerd zijn bijvoorbeeld waarom sommige mensen met overgewicht geen diabetes krijgen, terwijl anderen dat wel ontwikkelen. Verder zijn er ook veel

een uniek wereldwijd initiatief mogelijk te maken figuur 2: Schema van alle stappen van een metabolomics experiment, van de biologische vraag tot de biologische interpretatie.

toepassingsmogelijkheden zoals het identificeren van de bottleneck voor de productie van een bepaalde stof door industriële fermentatie of de verbetering van de smaak van de tomaat.

Hoe ontstond dit consortium?

Thomas Hankemeier is ongeveer twee jaar geleden met het initiatief begonnen. Kort na zijn benoeming in Leiden heeft hij een aantal bedrijven bezocht om zijn onderzoeksplannen voor te stellen. “Ik vind het belangrijk om de ruimte te hebben om fundamenteel onderzoek te doen en ideeën uit te werken. Maar daarnaast vind ik het ook belangrijk om te zorgen dat met de ideeën en concepten iets gedaan wordt, hetzij in de industrie, in nieuwe bedrijven en/of in ziekenhuizen”. Er waren zo veel mensen enthousiast over de mogelijkheden van metabolomics en het werk van Thomas Hankemeier’s groep, dat hij besloot om te onderzoeken of er draagvlak was voor een dergelijk nationaal initiatief. NGI (Netherlands Genomics Initiative) reageerde positief en er werd een workshop gehouden op de High Tech Campus in Eindhoven met vertegenwoordigers van de industrie, overheid en academia. De conclusie was dat er veel steun was voor een dergelijk nationaal initiatief. Een eerste plan werd gemaakt, wat resulteerde in een aanjaagsubsidie van 1 miljoen euro en een uitnodiging voor het indienen van een businessplan in het kader van

het vervolg van het NGI (2008-2012). Een belangrijk uitgangspunt van het plan was om zoveel mogelijk synergie te creëren tussen de verschillende groepen en expertises in het consortium. Er worden methoden en tools ontwikkeld die voor verschillende stakeholders beschikbaar komen, de industrie, de onderzoekers in kennisinstellingen en ziekenhuizen.

Verder was het doel om met een aantal excellente biologische/biomedische groepen een samenwerking aan te gaan om de technologieontwikkeling te valideren en om ervoor te zorgen dat de te ontwikkelen tools inderdaad relevante vragen kunnen beantwoorden en in daadwerkelijke behoeften kunnen voorzien. Na een succesvolle verdediging tegenover een internationale review commissie was het wachten op de beslissing van het kabinet over het NGI plan. Met prinsjesdag kwam de verlossende melding: het kabinet kent NGI 271 M€ toe, waarmee het NMC zo goed als zeker in 2008 kan starten in volle omvang.

Het starten en leiden van zo’n initiatief kost veel tijd en energie. “Natuurlijk heb ik me tussendoor afgevraagd waarom ik dit initiatief begonnen ben. Ik heb een heel leuke groep in Leiden met goede AIOs en post-docs, en collega’s die je scherp houden en inspireren. Maar het is mijn overtuiging dat je alleen in een goede samenwerking de doelen van metabolomics

Origin - Universiteit Leiden

11

kunt bereiken, en als ik bij de kick-off meeting veel gemotiveerde onderzoekers zie, weet ik weer waarom ik het heb gedaan”.

bouwen en die uiteindelijk kunnen voorspellen welke voeding voor welke consument voor een bepaald gezondheidseffect het meest geschikt is (Figuur 3).

Unieke mogelijkheden voor personalised health

Voor de pharmaceutische industrie zoals bijvoorbeeld Organon kan metabolomics helpen om nieuwe geneesmiddelen efficiënter te ontwikkelen, en mogelijke ongewenste bijwerkingen in een vroeg stadium te detecteren. Biomarkers kunnen hier een belangrijke rol spelen om resultaten van de mens naar een diermodel (en omgekeerd) te kunnen vergelijken en vertalen, de veiligheid van geneesmiddelen te voorspelen, en te kunnen voorspellen welk geneesmiddel voor welke (sub)groep van patiënten werkt, en voor welke niet. Maar misschien is het belangrijkste dat verwacht wordt, dat metabolomics tot doorbraken zal leiden in de combinatietherapie voor de individuele patiënt.

Het initiatief is wereldwijd uniek volgens Hankemeier. “Het unieke is dat verschillende disciplines in verschillende instituten heel nauw samenwerken om metabolomics verder te ontwikkelen. Wereldwijd komt zo’n consortium met dit aantal onderzoekers op dit moment nog niet voor”. En: “Het mooie aan het NMC is dat je een geïntegreerd research programma kan maken, waar de verschillende deelnemers datgene inbrengen waar ze heel goed in zijn, en waar het geheel groter is dan de som der delen”. De industrie heeft hoge verwachtingen van metabolomics. Zo zal metabolomics voor Unilever en DSM een belangrijke rol spelen voor het bereiken van doorbraken op het gebied van functional foods en personalised nutrition. Er zijn verschillende gebieden waar functionele voeding een rol kan spelen zoals bijvoorbeeld in weight management, cardiovascular health, darm en immune health en mental performance. Om op deze gebieden tot doorbraken te kunnen komen is het van belang om biomarkers te vinden die een (positief) effect van functionele voeding voor consumenten voorspellen, die gezondheidclaims kunnen onder-

Nauwe samenwerking met andere Genomics initiatieven Om de verschillende doelen te kunnen bereiken, zal nauw worden samengewerkt met een aantal andere NGI consortia zoals het Cancer Genomics Centre, het Centre for Medical Systems Biology, en de top insitituten TI Pharma, Center for Translational Molecular Medicine en TI Food & Nutrition (Figuur 4). Voor witte en groene biotechnologie zal worden samengewerkt met de NGI consortia Kluyver Center en het Centre for BioSystems Genomics. Thomas Hankemeier is enthousiast over de verschillende mogelijkheden van samenwerking, maar voegt daar ook aan toe “Het is een uitdaging om een grote varieteit aan onderzoeksgroepen en initiatieven te laten profiteren wat wij gaan ontwikkelen, maar tegelijk de focus in het NMC te houden”. Dit wil men binnen het NMC vooral bereiken door op een paar ziektes en vraagstellingen te focussen, met name diabetes (en het metabole syndroom als voorstadium ervan) en neuro-degeneratieve ziektes.

Figuur 3: Een schema voor een mogelijk toekomstig personalised health systeem. Via steady-

Demonstration & Competence Lab

state molecular profiling or by molecular profiling in the context of a challenge test, infor-

In het centrum zal worden gewerkt aan betere methoden om een groot aantal metabolieten beter kwantitiatief te kunnen meten (ook als ze aanwezig zijn in heel lage concentraties), aan strategieën om metabolieten te kunnen identificeren, en aan biostatistische en bioinformatica tools om de verkregen gegevens te kunnen analyseren en interpreteren. Het

mation is obtained and combined with a database on phenotype-related health and disease information, as well as intervention options. This generates an initial therapeutic intervention proposal that is checked and adjusted until a satisfactory treatment is obtained in an iterative process that is monitored through the patient’s molecular phenotype.

Interventions are based on integrative medicine with lifestyle, nutrition andpsychology as important components.

12

Origin - Universiteit Leiden

Figuur 4: NMC’s programma & project organisatie, waar onderzoek wordt uitgevoerd om innovatieve tools te ontwikkelen voor metabolomics, en toe te passen in samenwerking met andere Genomics centers en de industrie.

onderzoek zal vooral bij de verschillende academische partners uitgevoerd worden, dus ook in de groep van Thomas Hankemeier (LACDR), maar deels ook bij de industrie. Het voorstel van Hankemeier om een Demonstration & Competence Lab als een centrale ontmoetings- en onderzoeksplek te maken, vond snel steun binnen het NMC consortium (Figuur 5). Daar moeten methoden, ontwikkeld door verschillende partners, nog een keer gevalideerd worden, d.w.z. toegepast worden in zogenaamde “proof of principle” studies. Er moet training kunnen plaatsvinden en nieuwe meetsystemen getest worden. Prof. Meindert Danhof en Ine Goedegebuur (LACDR) hebben zich sterk gemaakt om ruimtes te vinden in het Gorlaeus voor het Demonstration & Competence Lab, wat ook de steun van de Faculteit Wiskunde & Natuurschappen heeft. Na een verbouwing zijn de ruimtes thans gereed om de academische en industriële partners van het NMC en geïnteresseerden voor metabolomics te ontvangen.

Society gekozen, wat het in contact brengen van het NMC met andere initiatieven natuurlijk nog eenvoudiger maakt.

Wanneer tevreden?

Thomas Hankemeier is tevreden als over een aantal jaren methoden ontwikkeld zijn die zinvol toegepast worden en dit werk bijdraagt aan een wereldwijde standaardisatie. Verder beoogt hij vooral dat resultaten verkregen worden die biologisch interpreteerbaar zijn en daardoor tot doorbraken in academisch en industrieel biomedisch/biologisch onderzoek zullen leiden. Dan zal een vervolg van het NMC over 5 jaren vanzelfsprekend zijn.

Internationale samenwerking Er zijn al verschillende contacten gelegd met andere groepen wereldwijd. Uiteraard hebben de verschillende partners individueel al een netwerk aan contacten, maar dit centrum maakt juist nieuwe contacten mogelijk. Zo is het NMC recent bij de Framingham Heart Study verkozen als partner voor het vinden van biomarkers. Thomas Hankemeier is recent in de Raad van Bestuur van de internationale Metabolomics

Origin - Universiteit Leiden

13

De week van..

Anneline de Smalen Maandag Relax, Take It Easy van Mika, mijn wekker, klinkt steeds luider door de kamer. Nog wat slaperig klim ik uit mijn hoogslaper, en na een verfrissende douche begroet ik een paar huisgenootjes die ook al vroeg op zijn.

Na een klein half uurtje fietsen kom ik aan bij het Gorlaeus, één van de gebouwen waar bètastudies gehuisvest zijn, waaronder ook mijn studie Bio-farmaceutische Wetenschappen. Door studenten wordt dit gebouw vaak aangeduid met ‘de schotel’, afgeleid van zijn typische vorm.

Deze week beginnen alle derdejaars met een nieuw blok. Al vanaf het 1e jaar wordt er redelijk wat blokonderwijs gegeven, wat inhoudt dat je je een aantal weken met eenzelfde vak bezighoud en de stof goed uitgediept wordt.

Na vooraf veel zenuwachtige geluiden, veroorzaakt door de traditionele bangmakende praatjes van ouderejaars, begint dan eindelijk de introductie. Al snel wordt duidelijk dat er inderdaad heel wat van ons verwacht gaat worden tijdens dit blok: GTA, Geneesmiddel Toediening en Afgifte. Eerst krijgen we twee weken colleges en werkcolleges en de vier weken daaropvolgend worden naast de colleges verschillende practica doorlopen. Toch enigszins verslagen verlaat ik ‘s middags de universiteit.

Eenmaal thuisgekomen rond een uurtje of 5 rust ik even uit in de fusie, de gemeenschappelijke ‘woonkamer’. Op maandagavond eet ik altijd samen met mijn cordial (jaarclub), iedere week bij iemand anders thuis. Onder het genot van de nodige drankjes worden alle mooie verhalen van de afgelopen dagen doorgenomen. Vaste kost op maandagavond was ook altijd de serie Grey’s Anatomy, maar voorlopig moeten we het (helaas) nog bij Ugly Betty houden.

Rond een uurtje of 11 zit de stemming er goed in en

‘M dit vooruitzicht begin ik fl uitend aan deze nieuwe dag’

14

Origin - Universiteit Leiden

gaan we met z’n allen naar de club, oftewel Augustinus, mijn studentenvereniging. Hier wordt op maandag geborreld door alle cordialen (horizontaal verband, met je eigen lichtingsgenoten). Na de nodige biertjes besluit ik dat het weer welletjes is geweest en ga op huis aan.

groep. Helaas komt het er deze week niet van, omdat we het allemaal te druk hebben. Deze foto is alweer een tijdje geleden gemaakt tijdens een avondje stappen in Den Haag. Superhandig dat nachtnet van de trein, je kunt ’s nachts makkelijk uit in andere steden! ’s Avonds lig ik op tijd in bed. Maar goed ook, want morgen gaat het fl ink laat worden.

Woensdag Vandaag wordt eerst een college gegeven over grensvlakchemie waarna aansluitend een werkcollege plaatsvindt. Hierbij wordt direct de nieuwe theorie op de vraagstukken toegepast door het maken van sommen. Na volgende week komt er meer praktisch werk bij dit blok kijken. Dan zullen we zelf in het laboratorium tabletten gaan maken en gaan we op bedrijvenbezoek op het BioScience Park. Dat is nog eens leuke afwisseling in het vooruitzicht!

Dinsdag Na een snelle sprint plof ik neer in de collegezaal, benieuwd wat deze dag centraal zal staan. Thermodynamica, dat wordt als snel duidelijk door de vele formules die de revue passeren. In de koffiepauzes klets ik even bij met mijn studiegenootjes over het eerstejaarsweekend, wat afgelopen weekend plaatsvond. Doordat mijn studie heel kleinschalig is heb ik veel contact met mijn studiegenoten, zo zijn er vaste vriendengroepjes ontstaan. Wat ons allen bindt is de studievereniging, L.P.S.V. “Aesculapius„ , iedereen van dezelfde studie kan hier lid van worden wat o.a. korting bij de aanschaf van boeken oplevert en natuurlijk een hoop gezelligheid. Zo heb ik veel van mijn studiegenootjes op een hele andere manier leren kennen. We zijn bijvoorbeeld afgelopen zomer nog met een groep in Friesland gaan zeilen! Meestal eet en/of borrel ik doordeweeks ook samen met een paar studiegenootjes, inmiddels een hechte vriendinnen-

Woensdagavond staat voor mij sinds een paar weken vooral in het teken van mijn studentenvereniging Augustinus. Na een lange dag met colleges verzamelen we met de B.O.E. oftewel de Beheer Orde & Exploitatie commissie om de afgeleverde drank in te ruimen.

Dit is vaak zo gebeurt doordat we met een grote groep zijn. Hierna vergaderen en eten we altijd in onze commissiekamer onder het genot van een kratje bier. De afgelopen week wordt geëvalueerd en ludieke acties worden besproken. Hierna gaat voor de dienstlopers van deze avond, waaronder ik, het echte werk begin-

Origin - Universiteit Leiden

15

16

Origin - Universiteit Leiden

Origin - Universiteit Leiden

17

nen. Als BOE’er fungeer je als ordecommissaris, dit houdt in dat je samen met de commissie en het bestuur verantwoordelijk bent voor het reilen en zeilen binnen het pand door de leden. In mijn ogen mede door de hechtheid en de verantwoordelijkheden de gaafste commissie die er is!

Donderdag Na slechts een paar uurtjes slaap ontwaak ik de volgende morgen langzaam, dit gaat een lange dag worden. Gelukkig ben ik niet zo heel laat klaar vandaag en kan ik ’s middags weer lekker verder slapen, met dit vooruitzicht begin ik fluitend aan deze nieuwe dag.

Ook vandaag staat er weer veel thermodynamica op het programma. Na het oefenen van een reeks sommen begin ik het eindelijk goed onder de knie te krijgen.

In de pauze heb ik het met mijn studiegenootjes even over de afgelopen paar weken. We hadden toen drie weken practicum waarbij we experimenten met radioactieve stoffen hebben uitgevoerd. Hoewel de concentratie radioactieve stof laag was, kon je wel degelijk besmet raken. Daarom was uiterste nauwkeurigheid vereist. Weer heel iets anders dan waar we nu mee bezig zijn. Juist deze afwisseling vind ik altijd erg leuk.

18

Origin - Universiteit Leiden

’s Avonds heb ik met mijn studentenhuis een verjaardagsetentje van vier huisgenootjes die vlak na elkaar jarig zijn geweest. Erg gezellig en we zijn bijna compleet met z’n 21en! We moeten wel opschieten want later vanavond houden we een hospiteeravond met het huis. We gaan dan op zoek naar een nieuwe huisgenoot die bij ons komt wonen. Hospiteren lijkt op het solliciteren naar een kamer, de hospitant leert het huis kennen en wij de hospitant. Na vele leuke kennismakingen hebben we een leuke nieuwe huisgenote gevonden. Deze foto is gemaakt tijdens het traditionele Huis ter Tuinfeest afgelopen zomer! Na kort nog even aan de studie gezeten te hebben lig ik op tijd in bed, wat ook wel nodig is.

Vrijdag Goed uitgerust ontbijt ik met een huisgenootje en fiets vervolgens samen naar college. Onderweg begroet ik een aantal bekenden, erg leuk dat Leiden zo’n kleine en hechte (studenten)stad is.

In de lunchpauze heb ik een vergadering met mijn collega studentambassadeur Moheb. Samen zetten wij ons vooral in voor de voorlichting aan scholieren.

Wie weet kom je ons nog wel is tegen op het studiefestival of een open dag.

’s Avonds spreek ik met een paar cordialgenootjes af om een drankje te doen. Rond een uur of ÊÊn steken we de gracht over om naar de disco op mijn studentenvereniging te gaan. De stemming zit er goed in, er wordt leuk gedraaid en er zijn veel bekenden. Helaas kan ik het vanavond niet echt laat maken, dus ik ga op tijd weer op huis aan.

Zaterdag & Zondag Zaterdagochtend in alle vroegte reis ik samen met een vriend af naar Putten. Hier vindt het functionarissenweekend van de K.N.P.S.V. (de landelijke farmaceutische studentenvereniging) plaats. Dit weekend verzamelen allemaal (bio)farmacie studenten zich; een mooie gelegenheid voor integratie. Als voorzitter van de sportcommissie vertegenwoordig ik hier mijn commissie en wordt er veel vergaderd.

Buiten de nieuwe contacten met farmaciestudenten is er ook genoeg tijd voor eigen invulling van het

weekend. Zo zijn we met de Leidsche delegatie het centrum van Putten gaan verkennen.

Zondag vindt de Algemene Ledenvergadering plaats met aansluitend een pizzadiner, een borrel en natuurlijk veel integratie.

Tijdens de lange reis terug naar Leiden bel ik met mijn ouders en spreek af volgend weekend langs te komen.

Eenmaal thuis aangekomen neem ik alvast globaal mijn tentamenstof voor aankomende week door. Al snel realiseer ik me dat er aankomende week nog aardig wat uurtjes thermodynamica op het programma zullen komen te staan. Gelukkig heb ik er nu wel een stuk meer vertrouwen in!

Origin - Universiteit Leiden

19

De kracht van de zon -de bron van het Fotosynthese is een wonder: Fotosynthese produceert de zuurstof die wij inademen en fotosynthese bouwt ook de groene plant op die wij eten. Alles uit licht, water en koolstofdioxide. Het grote tempratuurverschil tussen de zon en de aarde veroorzaakt een stroom van energie over de overvlakte van de aarde en deze stroom biedt de mogelijkheid om geordende structuren op te bouwen. De eerste stap in dit proces is de scheiding van lading. Dit pompen van electronen gebeurd in chlorofyl-bevattende membraaneiwitten die we reactiecentra noemen. In planten komen twee soorten reactiecentra voor: Een soort, fotosysteem 2, heeft een zo sterk oxidatieve kracht, dat water tot zuurstof kan oxideren. De tweede soort, fotosyteem 1, is zo sterk reduktief, dat het koolzuur tot suikers kan reduceren. Wat betreft de structuur zijn deze twee reactiecentra vergelijkbaar. Maar wat maakt de functie zo verschillend?

JÖRG MATYSIK

Wateroxidatie: Het mechanisme van de wateroxidatie is heel moeilijk te begrijpen. De grote vraag is hoe een eiwit een zo grote elektrische spanning kan opbouwen dat water gesplitst kan worden, zonder daaraan kapot te gaan. Meer dan een Volt is nodig om water te oxideren. Hoe kan een eiwit zo veel spanning opbouwen?

Photo-CIDNP MAS NMR: In samenwerking met onderzoekers van de Universität Konstanz, de GoetheUniversität Frankfurt en de groep van ondergetekende uit Leiden is het gelukt de sluier op te lichten. Voor dit onderzoek is een nieuwe methode ontwikkeld: photo-CIDNP MAS NMR. “NMR”, nuclear-magnetic resonance, is een analysemethode die iedere chemicus kent; “MAS” is een truc om vaste stoffen met NMR te kunnen onderzoeken. Een “photo-CIDNP” betekent “photochemically induced dynamic nuclear polarisation”, en dat is het geheim van ons werk.

De sleutel voor het succes van het onderzoek was gewone spinazie van de groenteboer in Oegstgeest.

Het vaste-stof-photo-CIDNP effect: “Photo-CIDNP” maakt onze NMR-signalen veel, veel sterker, en de versterkingsfactor maakt het mogelijk het proces van het licht-geinduceerde electronenpompen in detail te bestuderen. De oorsprong van de versterking heeft te maken met het radicaalpaar dat na de electronentranfer ontstaat. Binnen dit radicaalpaar wordt de polarisatie van de electronen op de kernen overgedragen. Dat betekent dat een kernspinverdeling optreedt die niet overeenkomt met een Boltzmann-verdeling.

20

Origin - Universiteit Leiden

Deze niet-Boltzmann-toestand leidt tot het sterke signaal. Omdat de normale magneetresonantie methode alleen werkt op de basis van Boltzmann-polarisatie, ligt hierin voor ons een groot voordeel.

Electron-kern wisselwerking: Dat in fotosynthetische radicaalparen sterke electron-kern interacties optreden is bekend sinds de jaren 70. In die tijd is in Leiden door Arnold Hoff, Luc Duysens en anderen het zogenoemde magnetisch-veld-effect ontdekt. Dit

leven- de toekomst van de mensheid houdt in dat de leeftijd van bepaalde radicaaltoestanden afhankelijk is van de sterkte van het magnetische veld. Dit was de eerste keer dat een chemische reactie door een extern magneetveld werd gecontroleerd.

Maar het exacte mechanisme dat ten grondslag ligt aan dit ongewone verband kon men op dat moment nog niet begrijpen. In ons recente werk hebben wij de opbouw van de kernpolarisatie met een nanoseconde-laser bestudeerd en zo precies dat mechanisme in

15N chemical shift (in ppm)

detail onderzocht. Wij hebben, in samenwerking met Professor Gunnar Jeschke in Konstanz, uitgevonden dat drie dynamische electron-kern processen een rol kunnen spelen.

Laboratorium voor optische vaste stof NMR: Belangrijk voor ons werk is de combinatie van vastestof-NMR met optische methoden. Daarom zijn wij tegenwoordig bezig met het inrichten van een laboratorium dat deze aspecten combineert. Natuurlijk hebben wij verder ook nog expertise en faciliteiten voor biologische monsterpreparatie nodig. Ook dat doen wij meestal zelf of in samenwerking met de Biofysica in het Lorentz Instituut voor Natuurkunde.

Omdat wij op die manier een heel speciale infrastructuur hebben, werken wij ook aan fotoreceptoren, bijvoorbeeld aan de fytochrome. Fytochrome is het oog van de planten. Het is een eiwit dat de plant over de lichtverhoudingen van de omgeving informeert.

Dat is heel belangrijk omdat planten moeten weten hoeveel en welke fotosynthetische apparatuur zij moeten opbouwen.

Het team: Het Photo-CIDNP team onder leiding van ondertekende is heel internationaal en multidisciplinair. Drie promovendi zijn nu afgestudeeerd, de vierde is misschien in de lente klaar. Tot nu toe zijn ze allemaal in een periode duidelijk korter dan vijf jaar met een mooi proefschrift gepromoveerd. Een promovendus, Shipra Prakash, heeft zelfs de Ernst-prijs

Het vaste-stof-photo-CIDNP-effect versterkt de NMR signalen.

Spectra A en C zijn in het donker gemeten: Geen signaal is te zien. In spectra B en D, gemeten onder belichting, treedt het effect op, en de sterke signalen van de chlorofyl-cofactoren in het grote membraaneiwit kunnen selectief bestudeerd worden. De intensiteit is afhankelijk van de locale electronspin-dichtheid van een bepaalde kern. Spectrum B toont fotosysteem 1. Hier is de verdeling van de electronsspin-dichtheid normaal. Anders in fotosysteem 2 (Spectrum D). Hier is het maximum bij pyrroolring IV. Het vreemde signaal gemarkeerd met het vraagteken stamt van de axiale histidine, dat voor de herverdeling verantwoordelijk is.

Origin - Universiteit Leiden

21

voor het beste proefschrift over magneetresonantie ontvangen. Tegenwoordig werken in het team vijf AIOs en er zijn nog twee vacatures, een voor een AIO en een voor een postdoc. De leden van de groep zijn biologen, lifescientists, fysisch chemici, technische chemici en we hebben ook een chemisch ingenieur.

dit chlorofyl in interactie met de histidine uit het eiwit heel bezonder is, maar wij moeten nog uitvinden waarom precies die speciale structuur de chemische eigenschapen verandert.

Efficiency: Gedurende 3,5 miljard jaar zijn in de evolutie heel verschillende reactiecentra tevoorschijn gekomen. Alle die natuurlijke reactiecentra werken heel efficiënt. Elk photon veroorzaakt ladingsscheiding. In alle natuurlijke reactiecentra hebben wij ook photo-CIDNP gedetecteerd. Kunstmatige reactiecentra hebben een veel lagere efficiency en tonen ook geen photo-CIDNP. De conclusie dringt zich op dat de evolutie altijd binnen het venster van parameters is gebleven die het photo-CIDNP-phenomeen mogelijk maken. Dit is verbazingwekkend omdat een theoretische analyse heeft aangetoond dat dit venster erg klein is. Daarom vermoeden wij dat het optreden van photo-CIDNP en de principes van de efficiënte electrontransfer hetzelfde zijn.

Kunstmatige fotosynthese: Als dit vermoeden Het draaipunt van de oxidatieve kracht in fotosysteem 2. Door de schuine stand van de histidine (His 198) ten opzichte van de ring van pyrrool (zie de pijl), wordt het patroon van de dichtheid van de elektronspin omgekeerd en wordt een gedeelte verplaatst naar de histidine.

De mensen komen uit vijf verschillende landen. Wij krijgen geld van NWO, de Volkswagen-Stiftung, de EU, EMBO en natuurlijk van het Instituut. Masterstudenten uit alle natuurwetenschappelijke disciplines zijn altijd van harte welkom. Wij denken dat het van groot belang is met nieuwe experimenten de oorsprong en de mogelijkheden van het photo-CIDNP effect te bepalen. Daarom zijn wij tegenwoordig meer experimenteel dan theoretisch georiënteerd.

Spinazie: Nu terug naar de oorspronkelijke vraag naar de sterke oxidatieve kracht van fotosysteem 2 in planten: In een recent artikel in de Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (vol. 104, pagina 12843) hebben wij aangetoond dat een chlorofyl in fotosysteem 2 heel speciaal is. Onze data van de electronspin op histidine laten een behoorlijke verschuiving van de electronspindichtheid weg van de normale positie zien. Op basis van deze data hebben wij een model van de electrondonor in fotosysteem 2 ontwikkeld, het zogenoemde “hinge model”. Wij weten nu al dat

22

Origin - Universiteit Leiden

waar is, hebben wij de ideale methode gevonden om kunstmatige reactiecentra te gaan verbeteren. De eerste kunstmatige reactiecentra bij welke wij het photo-CIDNP-effect verwachten zijn nu op weg naar ons laboratorium. Wij verwachten dat wij volgend jaar met de experimenten daaraan kunnen beginnen.

Het is in deze tijd heel belangrijk alles te doen om de afhankelijkheid van olie te verlagen en de mogelijkheden om kunstmatige fotosynthese als energiebron in te zetten te vergroten. Daarom is ons onderzoek zo belangrijk.

In de evolutionaire boom van het leven is fotosynthese in verschillende gebieden opgetreden, meestal in bacteriĂŤn maar ook in algen en planten. Tot nu toe is in alle reactiecentra van de verschillende gebieden het vaste-stof-photoCIDNP-effect gedetecteerd. Wij vermoeden daarom, dat het effect in de evolutie hooggeconserveerd is.

Imaging en microscopie: Als het mogelijk wordt dit effect ook in kunstmatige systemen te bewerkstelligen, dan heeft dit ook een andere grote impact, namelijk voor magneetresonantie-methoden in het algemeen, bijvoorbeeld voor NMR-imaging en NMRmicroscopie, wat ook als magneetresonantie-imaging (MRI) bekend staat. Als het mogelijk blijkt te zijn, polarisatie en daarmee signaalversterking, van een kunstmatig reactiecentra naar de omgeving te over te dragen, dan kunnen oppervlakten selectief worden onderzocht. Tot nu toe hebben wij al NMR signalen van radicaalparen uit fotosynthetisch bacteriĂŤle cellen ontvangen. De moleculen waren alleen in in een nanomolaire concentratie in het monster aanwezig.

Dat betekent dat de combinatie van photo-CIDNP en MRI de grenzen van de gevoeligheid duidelijk kan verleggen.

De toekomst: Misschien zijn sommmige voorstel-

Afhankelijk van de lichtomstandigheden van de omgeving kunnen planten heel verschil-

len nog toekomstmuziek, maar natuurlijk is het heel belangrijk nu al met basisresearch het fundament voor verder onderzoek in de toekomst te leggen. Wij zijn ervan overtuigd dat werken aan betere energievoorziening en betere analytische technieken in de medische diagnostiek erg zinvol zijn. Bovendien is het begrijpen van de spin-chemische mechanismen van de electron-kern-wisselwerking een intellectuele uitdaging die wij als wetenschappers graag aangaan.

lend groeien. Op de foto links zijn haverplantjes in het donker gegroeid en hebben nog geen fotosynthetische machinerie ontwikkeld. De fotoswitch die verantwoordelijk voor dit proces is, is het eiwit fytochrome. Die processen met fytochrome kunnen met optische vaste-stofNMR worden bestudeerd.

assessor@science.leidenuniv.nl

Origin - Universiteit Leiden

23

Een unieke Honours Class!

Er zijn plaatsen op aarde waar elke bèta-student geweest moet zijn. Omdat op die plek ontdekkingen zijn gedaan die de natuurwetenschappen blijvend hebben beïnvloed. Een van die plaatsen is de Pilbara in Australië (lees het volgende stuk).

Zes studenten van de Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen krijgen, samen met Amsterdamse en Australische collega’s, een unieke kans om in juni 2008 deel te nemen aan een veldcursus in dit, normaal gesproken niet toegankelijke, gebied. Een letterlijke buitenkans! Aan de opleidingsdirecteuren van de faculteit is gevraagd om studenten voor te dragen die zich tijdens hun opleiding op een bijzondere manier hebben onderscheiden. Uit deze groep zal het faculteitsbestuur het winnende zestal kiezen. Een volstrekt unieke “honours class”, die samen met de Vrije Universiteit Amsterdam en diverse instellingen in Western Australia wordt georganiseerd. De excursie wordt voorbereid via een serie colleges en cursuswerk in April 2008.

Contactpersoon binnen onze faculteit is prof. Jan Kijne.

Fig. 1. De Pilbara zoals die op Google Maps te zien is. De donkere Fortescue riviervallei die WNW-ESE loopt, scheidt de Archaeische Pilbara in het noorden van het grote 2,5 Ga jaar oude Hamersley bekken.

24

Origin - Universiteit Leiden

Fig. 2. MTI tuff ingebed in ijzerschalies (Hamersley Range)

Hier volgt een beschrijving van de excursie van de hand van Prof. dr Jan Smit, geoloog bij de Vrije Universiteit van Amsterdam en een van de excursieleiders.

From Lifeless to Living, een veldcursus in de Pilbara, Australië In het westen van Australië ligt het oude (Archeicum) oercontinent Pilbara, 3,5 tot 2,5 miljard jaar oud (ofwel 2,5 tot 3,5 Ga = Giga annum) (Fig. 1). In de Pilbara komen de oudste microfossielen op aarde voor. Het bijzondere van de Pilbara is dat er met dat continent na 2.5 Ga geleden eigenlijk niets meer gebeurd is. Overal elders, bijvoorbeeld in Schotland of Groenland, zijn even oude gesteenten ook wel aanwezig, maar altijd onherkenbaar verminkt door botsingen tussen continenten als gevolg van de voortdurende bewegingen van aardplaten. De omstandigheden 3,5 Ga geleden waren radicaal anders dan tegenwoordig. Geen zuurstof in de atmosfeer, kleine continenten, zeer actieve kleinschalige plaattektoniek en geen multicellulair leven. Er was voortdurend vulkanische activiteit en vaker dan nu botsten asteroïden met de aarde.

Toch komen hier de resten voor van het alleroudste leven op aarde, fossielen van stromatolieten, of wel resten van kolonies cyanobacteria. Aan de randen van ondiepe zeeën ontstaan bouwsels van deze cyanobacteria, die dan worden ingebed in dikke pakketten bijzonder goed gelaagde sedimenten. In die sedimenten vinden we ook de resten van meteorietinslagen en allerlei vulkanische activiteit. De stromato-

Great Dyke van Zimbabwe (zwarte lijn) (van Google Maps)

lieten spelen waarschijnlijk een belangrijke rol in het opslaan van CO2, want we vinden er ook dikke lagen met kalksteen en dolomiet (CaCO3 en Ca,Mg)CO3.

Op de vroeg Archaeische (3.6-2.9 Ga oude) kern van de Pilbara is het Hamersley bekken gevormd (2.8-2.3 Ga oud) en gevuld met typische sedimenten, zogenaamde ijzerschalies en BIF’s, Banded Iron Formations, waar ook regelmatig lagen van meteorietinslagen en enkele dikke vulkanische lagen voorkomen, maar veel minder frequent dan in het oude deel van de Pilbara. Een van die vulkanische lagen (MTI) zou afkomstig zijn van een vulkanische eruptie die we nu in Zimbabwe kunnen terug vinden, waar een enorme scheur is opgevuld met lava van precies dezelfde ouderdom. (Fig. 2)

Origin - Universiteit Leiden

25

leefd hebben. Daarna gaan bestuderen we gelachtige silikaat (vuursteen) afzettingen met inslaglaagjes, de oudste ‘blacksmokers’ van de toenmalige oceaanbodem, grove ejecta van een nabije meteorietinslag en de dikke afzettingen van carbonaten met stromatolieten die het overtollige CO2 uit de atmosfeer hebben opgenomen en voor het eerst vrije zuurstof in het aardse milieu hebben geproduceerd en daardoor onze planeet bewoonbaar hebben gemaakt voor hogere organismen.

Fig. 3. Oudste stromatoliet van de Trendall locality

Op de excursie gaan we deze alleroudste fossielen (Fig. 3) bekijken in het North Pole gebied, wel een geschikte naam voor het allerheetste plekje van Australië. We bestuderen vooral ook de sedimenten die in de toenmalige zeeën zijn afgezet, omdat die ons de informatie verstrekken over de geschiedenis van de aarde in die tijd. We kijken naar de afwisseling van vulkanische lagen met dikke lagen vuurstenen waar dunne laagjes met glas bolletjes van verre meteorietinslagen in voorkomen. We zien de vroegere oceaanbodem veranderd in zogenaamde greenstones (op Fig 1. ook groen) In Shark bay en Lake Tethys bekijken we recente stromatoliet bouwsels van cyanobacteria, die nu alleen in extreme omstandigheden voorkomen, en gaan die met de fossielen vergelijken. Verderop in het Hamersley bekken (Fig. 2) bekijken we de verbazingwekend goed gelaagde ijzerschalies, die ritmisch gelaagd zijn door van (nog) onbekende kleine klimaatvariaties. In deze sedimenten zitten verschillende meteorietinslaglagen, die tektieten (glasbolletjes ontstaan door een inslag) bevatten en door tsunami’s, veroorzaakt door de inslag in zee, zijn omgewoeld. Dan gaan we door naar het oudste deel van de Pilbara om de alleroudste fossielen ter wereld te zien. We kijken naar een stukje aardgeschiedenis die ons net zo vreemd is als Mars, en daar misschien beter mee vergeleken kan worden! De oudste fossielen, stromatolieten, zien we op verschillende plekken en het is een wonder dat ze al die vulkaanerupties over-

26

Origin - Universiteit Leiden

3.5 Ga jaar oude vuursteenlagen met meteorietinslaglaag

Fig.4. Kamperen doe je vaak in de vrije natuur. Strelley Pool is een van de plaatsen die we met de excursie zullen aandoen.

SV LIFE LIFE gaat weer een levendig jaar tegemoet. Terwijl iedereen weer trouw zijn gang naar de collegezalen maakt, zijn het de Elfkus die op het hok zitten te broeden op nieuwe plannen voor de mooiste studievereniging van Leiden en Delft. We hebben de eerste stormachtige weken achter de rug en gaan er vol goede zin de komende periode tegen aan.

Hierbij proberen we te navigeren tussen al het borrelgeweld, waar LIFE zich duidelijk als prominentste profileert, de eerste feestjes en het opstarten van de commissies.

Over niet al te lange tijd zal de website van een nieuwe frisse look voorzien worden. Dan zul je dus nog beter op de hoogte kunnen blijven van de ontwikkeling binnen de vereniging. Daarnaast zal de site ook voorzien worden van informatie van buiten de vereniging, zodat het dĂŠ homepage voor alle LST studenten wordt.

Met de sjaarschjes zit het dit jaar wel goed. Te pas en te onpas hoor ik het LIFE-lied door de gangen van de faculteit schellen. Dit jaar zullen we ons echter ook sterker gaan richten op de masterstudenten en alumni.

Want ook al ben je een oude lul; LIFE goes on!

Verder zouden we als 11e bestuur de leden wat vaker op de borrelvloer willen treffen. Gezelligheid en interactie vormt immers de basis van onze vereniging. Vandaar dat we de borrelfrequentie op zullen voeren. Wees niet bang dat gouwe ouwe themaborrels in het geding zullen komen. Uiteraard zullen de mexicoborrel, Belgische bierenborrel en après-ski-borrel hun opwachting wederom maken te uwer vermaak.

We hopen jullie natuurlijk allemaal te treffen op deze fantastische activiteiten. Maar mocht je meer voor het inhoudelijke werk gaan, dan kun je dit jaar ook

bij ons terecht. Op 6 maart staat het Life Science Symposium op stapel. En houd de nieuwsbrief in de gaten voor aanstaande lunchlezingen.

Origin - Universiteit Leiden

27

Beste lezers, Het gaat goed met „Aesculapius”. Na een enorm nieuw eerste jaar in ontvangst te hebben genomen, met maar liefst 83 nieuwe leden, hebben alweer de nodige activiteiten plaats gevonden. Van 21 t/m 23 is de vereniging met bijna 100 mensen op eerstejaarsweekend geweest. Voor het eerst sinds tijden waren er meer eerste- dan ouderejaars, iets wat de integratie van de eerstejaars zeker ten goede kwam.

Het was een fantastisch weekend! Het begon vrijdagavond al met een ‘Viva la vacance’-feestje. Naast een aantal zeer excentrieke kledingkeuzes, wisten de meesten hun zonnebril en Hawaii-blousje wel te vinden. Gezien het aantal ‘koppeltjes’ dat zich al onder de eerstejaars had gevormd, kan wel gesteld worden dat er maximaal geïntegreerd werd op de eerste avond.

Zoals altijd was ‘the morning after’ wat stiller.

Gelukkig had de commissie een interessant symposium neergezet om de hersenen in de actieve stand te krijgen. Bram Slutter sprak over het leven als AIO, en Moheb Elwakiel sprak over BFW en het LACDR. Kortom interessante onderwerpen voor net beginnende studenten. Na afloop van het symposium onthulden ook nog onze almanak- en diescommissie op spetterende wijze. Het symposium werd gevolgd door een lekkere lunch. ’s Middags stond er een interactieve middag op het programma. Dit begon met een krachtmeting.

Verrassend genoeg kwamen hierbij de mannen als sterkste uit de strijd… Verder werden nog twister op grootformaat en het K.N.P.S.V.-spel gespeeld.

Het laatste is een evenwichtsverstorend spel met jenever… Uiteraard werd deze spellenmiddag gepast studentikoos afgesloten met een bierestafette. Onze praeses was de eer gegund om elke estafette traditiegetrouw te openen, tot het moment dat zij er fysiek niet meer toe in staat was om nog meer bier tot zich te nemen. De bierconsumptie in combinatie met de soms interessante estafettesamenstellingen leverden uiteraard mooie momenten op. Na de bierestafette waren de meeste aanwezigen wel weer toe aan een stevige maaltijd. Hiervoor was dan ook een overheerlijke BBQ geregeld waar iedereen dankbaar gebruik van maakte.

VIVAT, CRESCAT, FLO 28

Origin - Universiteit Leiden

’s Avonds trok iedereen zich weer terug om om te kleden voor het tweede themafeestje: ‘Schieten met bandieten’. Net als op de eerste avond kwamen er weer een aantal heel verrassende outfits de dansvloer op, en werd er weer maximaal geïntegreerd. De laatste ochtend van het weekend stond in het teken van uitbrakken en de grote schoonmaak.

Er kan wel gesteld worden dat de commissie een prachtig weekend heeft neergezet, en dat hun tijd en energie zeker vruchten heeft afgeworpen!

Wat gaat de toekomst „Aesculapius” brengen? In december staat ons weer een prachtige diesweek te wachten. Een week waarin de verjaardag van de vereniging op gepaste wijze gevierd zal worden. Zo zullen er onder andere een receptie, een feestje, een symposium, een aantal excursies en een spetterend gala zijn! Diescommissie ‘Gen!aal’ is hier al een tijd druk mee bezig, en we hebben dan ook de volste vertouwen in een fantastische week. Meer informatie over deze en andere activiteiten staat op onze site: www.aesculapius.nl.

VIVAT, CRESCAT, FLOREAT, „Aesculapius”!

Met vriendelijke groet, Maarten Heins h.t. assessor II aesculapii

REAT, „Aesculapius”!

Origin - Universiteit Leiden

29

Biologen op de boerderij

Het eerstejaarsweekend 2007 van de LBC Het is 4 september half 12. Terwijl het bestuur boven in de practicumzaal alles staat klaar te maken voor de eerstejaars boekverkoop, begint plotseling de vloer te trillen. Enkele momenten later stormt een losgeslagen kudde van ruim 70 nieuwe biologie studenten de practicumzaal binnen. “Ik kom m’n boeken halen!” “Waar kan ik foto’s laten maken?” “Ik wil nog mee met het eerstejaarsweekend!”.

De practicumzaal is op z’n kop gezet door een groep super enthousiaste eerstejaars die graag met hun studie wil beginnen en niet kan wachten op het eerstejaarsweekend van de LBC.

DOOR REANNE VAN KLEEF

30

Enkele weken later is het dan eindelijk zo ver. Na wat afzeggingen en extra aanmeldingen vertrekken we met meer dan 70 eerstejaars en mentoren naar boerderij de Boersberg in Doorwerth. Het is altijd weer genieten als je een grote groep biologen los laat op de boerderij. Ze rennen gelijk de stal in en beginnen met de koeien te spelen en het liefst zouden ze ook nog in het hooi gaan rollen. Helaas wilde de boerin liever niet dat we de hele tijd in de stallen rond hingen, dus waren we genoodzaakt een eigen programma te maken.

Origin - Universiteit Leiden

Het thema van het EJW was “Zodiac” en het weekend stond dan ook bol met activiteiten in dit thema en regelmatig liep er een sterrebeeld langs. Vrijdag middag beginnen we met de traditionele kennismakingsspelletjes als ‘het portemonnee-spel’, ‘het vooroordelenspel’ en ‘het M&M-spel’. Bij dit laatste spel verdwenen er hele zakken M&M’s tegelijk in de hongerige mondjes. Gelukkig zijn de koks tegen die tijd ook geariveerd en is het smikkelen en smullen geblazen!

Door de jaren heen worden er namelijk altijd culinaire hoogstanden geleverd op de EJW’s van de LBC. Heerlijke pasta’s en andere maaltjes worden er bereid en het is altijd weer feest als het toetje op tafel komt.

Nadat de buikjes zijn gevuld is het tijd voor het avondspel, levend cluedo. Eén van de twee tweelingen is vermoord! En de eerstejaars moeten het mysterie oplossen. Tijdens hun spannende speurtocht komen ze gevaarlijke sterrebeelden tegen als leeuwen en schorpioenen. Ook komen ze een stelletje maagden tegen, die misschien nog wel gevaarlijker zijn met die ketting van condooms om hun nek! Na een paar uur door het bos te hebben gelopen weet eigenlijk niemand meer wat we daar aan het doen zijn dus besluiten we maar weer lekker naar binnen te gaan, de muziek op 10 te zetten en een paar, of wat meer, biertjes te drinken.

Dat het de vorige avond erg laat is geworden, betekend natuurlijk niet dat er op zaterdagochtend wordt uitgeslapen! 08:15u wordt iedereen gewekt onder het genot van een muziekje (geluidssterkte als in een discotheek) en een toeter en gaan we met z’n allen aan de ochtend gymnastiek! Natuurlijk zijn er altijd weer een aantal personen die denken lekker te blijven liggen, maar deze worden vakkundig wakker gemaakt met een waterpistool van een van de watermannen.

Nadat iedereen lekker de biertjes van de vorige avond eraf gewerkt heeft is het tijd voor de welverdiende koffie en het ontbijt. De eerstejaars weten nu nog niet wat ze te wachten staat, maar de mentoren huiveren nu al weer bij de gedachte aan de stormbaan en vooral aan de water en meelbak, waar altijd weer een van de mentoren te grazen wordt genomen. De stormbaan bestaat uit leuke spellen in het thema als ‘de Waterman’, ‘de Boogschutter’ en ‘de Ram’, maar de mentoren die in het laatste groepje zitten kunnen nu alleen nog maar denken aan manieren om te kunnen ontsnappen. Helaas voor hun, maar gelukkig voor de rest, is dit niet gelukt en zijn ze lekker vies geworden!

Na de stormbaan staat ‘Levend Startego’ al klaar en is het de kunst om zoveel mogelijk zakjes sterrenstof van de andere teams te stelen. Jammer genoeg gaat het al snel regenen en stoppen we er na het eerste potje weer mee. Terwijl de met meel besmeurde mensen gaan douchen, gaat de rest zich voorbereiden op het open podium van die avond. Overal zitten groepjes in het geheim te smoezen, of wordt er gewoon lekker een kaartje gegooid.

Voor het open podium hebben zich een record aantal acts opgegeven. Het wordt een avond vol hilarische stukken als levend-komkommer-sjoelen, cabaret en sterrendansen op t’hijs, vol romantiek met Valerio’s Datingshow en Candle light en vol spanning wanneer de boerderij bijna in de fik wordt gestoken tijdens koken met sterren. Om half 2 eindigt het open podium en begint het feest! Iedereen blijft nog op om lekker te dansen en wat te drinken, want de volgende dag mag er worden uitgeslapen tot 10 uur. Aangezien iedereen de vorige ochtend werd gewekt, dacht niemand eraan om zijn wekker te zetten. Gelukkig werd er één iemand eerder wakker, anders zouden we daar om 12 uur nog liggen!

Helaas zit het weekend er dan weer bijna op. Er wordt nog een groepsfoto gemaakt en de boerderij wordt weer helemaal schoon gemaakt. Tijdens het wachten op de bus wordt er nog Mega Twister gespeeld wat altijd weer voor hilarische momenten en confronterende foto’s zorgt. Om 2 uur staat de bus voor ons neus en is het echt het einde van het EJW 2007. We roepen nog één keer met z’n allen “Bèèèèèèèhh!” en keren dan weer terug naar Leiden.

Het EJW 2007 is erg geslaagd en de enthousiaste groep eerstejaars beloofd wat voor de rest van het jaar en natuurlijk ook voor de komende jaren!

Origin - Universiteit Leiden

31