20082009 origin#3

Jaargang 4 april 2009 Nummer 3

Farmaceutische Wetenschappen | Biologie | LS&T | MST | Universiteit Leiden

De filamenteuze bacterie Streptomyces

Vingers om het genoom te spelen

Illustreren voor Botanisch Onderzoek

LIFE naar CaliforniĂŤ

Redactioneel Studeren of werken aan de universiteit betekent je bevinden in een internationale context. Veel van onze wetenschappelijke medewerkers komen uit het buitenland en ook de ‘exchange students’ mogen niet vergeten worden. Een leuke manier om tijdens je studie kennis te maken met buitenlandse universiteiten en bedrijven, is de studiereis. Met name cultuurverschillen kunnen interessant zijn, zo worden er aan een fabriek op het platteland van Hongarije compleet andere eisen gesteld dan aan een high-tech laboratorium in hartje Londen.

Een stapje verder dan de studiereis, gaat het doen van een stage in het buitenland. Dit betekent niet slechts snuffelen aan een andere cultuur, maar een ware onderdompeling.

In dit nummer van de Origin komen zowel een studiereis als een stage in het buitenland aan het bod. Waar ook je voorkeur ligt, een internationale ervaring zal zeker je horizon verbreden!

Chantal Stoffelsma

Inhoud Nieuws

3

De filamenteuze bacterie Streptomyces

4

Vingers om met het genoom te spelen

8

Central role of the stress hormone in type 1 diabetes neuropathology 12 Illustreren voor Botanisch Onderzoek

16

Stage aan Mount Sinai School of Medicine

18

LIFE naar Californië

21

LBC Biologen op Ameland

24

De week van Wouter Roorda

26

123e Dies Natalis der L.P.S.V. „Aesculapius”

29

Agenda & promoties

31

4

16

26

31

Colofon , jaargang 4, nummer 3, april 2009 Oplage:

6.200

Redactieadres: Origin Magazine

Einsteinweg 55

2333 CC Leiden

info@originmagazine.nl

www.originmagazine.nl Redactie:

2

Hoofdredactie: Gert Jan van Helden Eindredactie: Chantal Stoffelsma Johan Detollenaere

Origin - Universiteit Leiden

Aan Origin werkten mee: Erik Danen, John Meerman, Bob van de Water, Leo Price, Janneke van der Niet, Sanne de Ridder, Mart van Meurs, Shashini Munshi, Christiaan van Gorkum, Thijs Groenewegen, Evelien de Vries, Freek Vonk en Johan Postema Drukkerij: Drukkerij Groen, Leiden Opmaak: teambart Origin en al haar inhoud © Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen, Universiteit Leiden.

Alle rechten voorbehouden.

Nieuws Facultaire Onderwijsprijs voor Harald van Mil De Onderwijsprijs van de Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen werd gewonnen door dr. Harald van Mil. Van Mil is werkzaam bij de onderzoeksgroep Fungal Genetics & Genomics, onderdeel van de sectie Moleculaire Microbiologie. Hij verzorgt cursussen voor verschillende jaargangen van de opleiding biologie, waarbij altijd het vakoverschrijdende centraal staat. Van Mil weet zijn enthousiasme voor de biologische, bio-informatische en mathematische wetenschappen over te brengen op zijn studenten. Door veel discussies met studenten aan te gaan, inspireert hij studenten en maakt ze bewust van hun positie in de maatschappij.

Daarnaast heeft hij een breed interessegebied dat ook andere bètagebieden en filosofie omvat en dat zijn eigen disciplines verre overstijgt. Hij laat zijn studenten hierin delen. Kortom, Van Mil is een betrokken, gedreven en veelzijdige docent.

Vreugdenhil heeft gevonden dat er een microRNA bestaat dat specifiek is voor de hersenen, en dat dit microRNA de hoeveelheid glucocorticoid-receptor reguleert. Klinisch gezien is de ontdekking erg interessant. ‘Chronisch gebruik van medicijnen kan soms leiden tot bijwerkingen als depressie. Chronische stress, waarbij continu stresshormonen worden aangemaakt, is ook een belangrijke factor bij het ontstaan van depressie. Het bestaan van microRNA’s die specifiek zijn voor hersencellen biedt dus de mogelijkheid de glucocorticoid-receptor in de hersenen specifiek te reguleren. In andere cellen, zoals die van het afweersysteem, wordt de receptor dan ongemoeid gelaten. Op het moment dat je de invloed van stress op de hersenen kunt reguleren door een specifieke microRNA-therapie te ontwikkelen, heb je iets heel effectiefs in handen. Het zal niet lang meer duren voordat er op microRNA gerichte medicijnen op de markt zijn.’

Bron: www.nieuws.leidenuniv.nl

Ontdekkers van het Jaar

Nieuwe leerstoel industriële biotechnologie

Dr. Kai Ye heeft op 5 januari de C.J. Kokprijs van de Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen toegekend gekregen voor zijn werk aan algoritmen voor het opsporen van regelmaat en functionaliteit in eiwitvolgorden.

Dr. Ignas Snellen en drie bachelorstudenten wonnen de Publieksprijs. Zij ontdekten een zogenoemde exoplaneet, dat is een planeet die om een andere ster dan de zon heen cirkelt. Het onderzoek van de studenten betrof niet zozeer het vinden van een planeet, als wel het ontwikkelen van een methode daartoe. De vijf winnaars mogen zich tooien met de titel ‘Ontdekker van het Jaar 2008’.

Dr. Peter J. Punt, werkzaam bij TNO, is benoemd tot bijzonder hoogleraar Industriële Biotechnologie. Punt gaat zich richten op de moleculaire genetica van filamenteuze schimmels. De bijzondere leerstoel is ingesteld door het Lorentz-van Iterson Fonds van TNO Read More Schimmels zijn in staat om efficiënt een groot scala aan eiwitten en chemicaliën te produceren. Zij zijn eenvoudig in fermentoren te kweken en worden daarom al vele tientallen jaren toegepast op industriële schaal. Volgens Punt, werkzaam bij TNO als senior scientist schimmel biotechnologie, kan het productie potentieel van schimmels nog verder verbeterd worden door een aantal generieke problemen, zoals proteolytische activiteit en hoge viscositeit van schimmelcultures, beter te begrijpen.

Bron: : biology.leidenuniv.nl

MicroRNA: klein, maar o zo belangrijk De ontdekking van het belang van microRNA’s in 2001 heeft de wereld van de moleculaire biologie op zijn kop gezet. De kleine stukjes RNA trokken ook de aandacht van universitair hoofddocent Erno Vreugdenhil.

‘MicroRNA’s zijn heel kleine stukjes RNA, die een behoorlijke macht hebben in de cel. MicroRNA’s zijn betrokken bij verschillende ziekteprocessen. Zo speelt microRNA een belangrijke rol in verschillende soorten kanker. Deze regulerende rol maakt microRNA erg interessant als drugtarget.’

Nieuws Origin - Universiteit Leiden

3

De filamenteuze bacterie Streptomyces In ons onderzoek staat de Streptomyces bacterie centraal, een ongewoon complex organisme dat meer weg heeft van een schimmel dan van een bacterie (Figuur 1). Streptomyceten zijn zogenaamde Gram-positieve bacteriën die behoren tot de familie van actinomyceten, die veel voorkomen in de grond. De typerende ‘zoete’ grond- cq. boslucht is het resultaat van de productie van de metaboliet geosmine. De grote belangstelling voor actinomyceten binnen de biotechnologie laat zich gemakkelijk verklaren doordat ongeveer 70% van alle antibiotica geproduceerd wordt door deze bacteriën (60% door Streptomyces). Bekende voorbeelden zijn onder meer erythromycine, vancomycine, tetracycline en streptomycine. In een tijd waar multi-drug resistente pathogenen als Mycobacterium tuberculosis (veroorzaakt TB) en MRSA het nieuws beheersen is de aandacht voor actinomyceten wellicht groter dan ooit. Daarnaast produceren actinomyceten een breed scala aan nuttige enzymen, gebruikt in onder meer de wasmiddelen- en voedingsindustrie.

Streptomyceten zijn naast voor de biotechnologie ook voor de fundamentele microbiologie van groot belang, omdat ze een belangrijk modelsysteem zijn voor de zogenaamde morfologische differentiatie (groeifase- afhankelijke verandering). Ze ondergaan een complexe levenscyclus die zoals gezegd veel vergelijkenis vertoont met die van filamenteuze schimmels, waaronder bijvoorbeeld Penicillium en Aspergillus vallen. Na de ontkieming van een spore ontstaat een vegetatieve hyfe, die via groei en vertakking uitgroeit tot een complex dradennetwerk, het mycelium. Daarmee is een streptomyces kolonie in feiten één organisme en niet opgebouwd uit individuele cellen.

De differentiatie wordt geïnitieerd zodra het voedsel in de bodem begint op te raken, waarbij het vegetatieve mycelium als voedingsbron wordt gebruikt voor het nieuw te vormen luchtmycelium, dat er wit en donzig uitziet. De uiteinden van de luchthyfen vormen uiteindelijk ketens van sporen, op een voedingsbodem duidelijk te onderscheiden aan het donkergrijze pigment, die resistent zijn tegen hitte en uitdroging en verspreid worden om in een meer nutriëntrijke omgeving een nieuwe kolonie te starten.

4

Origin - Universiteit Leiden

Figuur 1: Stereomicroscopische opname van een volledige ontwikkelde Streptomyces kolonie op een vaste voedingsbodem. Blauwe druppels zijn antibiotica, grijs pigment zijn de sporen. Diameter van de kolonie is in werkelijkheid 6 mm.

Cannibalisme en antibiotica De start van de antibioticumproductie valt samen met de overgang van het vegetatieve mycelium naar het luchtmycelium. Deze koppeling is noodzakelijk omdat de bacterie juist in die fase van zijn levens-

cyclus, gestart om te ontsnappen aan een voedingsarme bodem, het meest kwetsbaar is. Tijdens de ontwikkeling cannibaliseert de streptomyceet zijn eigen mycelium om aan de nodige bouwstoffen te komen. Dit noemen we ook wel autolyse (zelfafbraak).

Omdat op dat moment in de bodem geen voedingsstoffen meer aanwezig zijn trekt deze autolyse andere bacteriën aan en de antibiotica zijn nodig om ongewenste gasten buiten de deur te houden. We hebben recentelijk het mechanisme opgehelderd dat ervoor zorgt dat antibioticumproductie aangezet wordt zodra de autolyse start. N-acetylglucosamine blijkt het Figuur 2: Verscheidenheid van streptomyceten geïsoleerd uit Franse bosgrond door een cruciale signaalmolecuul. N-acetylglucosamine is de bachelorstudent van de opleiding Life Sciences & Technology (Giovanni Sandrini). Alle monomeer van chitine, samen met cellulose de meest stammen produceren tenminste 2-3 verschillende antibiotica. voorkomende suikerpolymeer in de natuur en tevens een bijzonder belangrijke voedingsbron voor streptomyceten; daarnaast is het een belangrijke component tijd het aantal ziekenhuisopnames met multi-drug van de bacteriële celwand. Bij de autolyse komt resistente infecties zoals MRSA en MDR tuberculose N-acetylglucosamine vrij uit de celwand. Dit wordt explosief toeneemt. In een net toegekend STW project opgenomen in de cel, waar het leidt tot de inactibinnen het perspectief programma ‘Genbiotics’ zulvering van het globale regulatie-eiwit DasR, een len we actief gaan zoeken repressor van de antibiotinaar dit soort verborgen cumproductie. Als DasR niet clusters, op zoek dus meer actief is ligt de weg naar Tijdens de ontwikkeling naar de antibiotica van antibioticumproductie volledig cannibaliseert de streptomyceet zijn de toekomst (Figuur 2). en irreversibel open. De complexiteit van deze signaalroute eigen mycelium om aan de nodige De sterke clustering van expertises die voor dit is groter dan deze paar regels bouwstoffen te komen. project noodzakelijk is, doen vermoeden en leent zich van onder meer microbij uitstek voor een systeembiologie en bioinformatica biologische aanpak. Daarbij (Erik Vijgenboom en ondergetekende), organische worden de meest geavanceerde genomics technolosynthese (Hermen Overkleeft en Mark Overhand, gieën gebruikt.

LIC), metabolomics (Rob Verpoorte en Young Choi, De toepassing van deze ontdekking bij de screening IBL), MRSA/Tb testing (van Belkum, Rotterdam) en van nieuwe antibiotica (en andere metabolieten, full genome sequencing (ServiceXS) is typerend voor waaronder anti-schimmel en anti-kanker middelen) is de multidisciplinaire richting waarin ons onderzoek duidelijk: we kunnen antibioticumproductie middels zich beweegt. een moleculaire schakelaar aanzetten door N-acetylglucosamine toe te voegen aan het kweekmedium.

Celdeling en morfologie Wat met name erg interessant is, is dat ook antiEen tweede voorbeeld van hoe fundamenteel en biotica die we normaal niet zien opeens sterk tot extoegepast werk hand in hand kunnen gaan betreft de pressie komen en dus zichtbaar worden. Dit worden bestudering van celdeling, die vervolgens toegepast “slapende” biosynthese clusters genoemd en zijn een wordt voor de verbeterde groei in de fermentor (STW mogelijke goudmijn in een tijd waar de behoefte aan VICI project, zie onder). Celdeling is een van de nieuwe antibiotica weer net zo actueel is als 60 jaar centrale processen van het leven. De vermeerdering geleden. Een enorm probleem voor de wereldgezonden deling van cellen is een bijzonder complex proces, heid is de sterk dalende trent met betrekking tot de uitgevoerd door het celdelingsapparaat. Een goede ontdekking van nieuwe antibiotica, waarbij nagenoeg timing en controle van celdeling is voor alle orgageen nieuwe meer ontdekt worden, terwijl tegelijker-

Origin - Universiteit Leiden

5

nismen uitermate belangrijk en daarom een centraal levensthema. Vermeerdering van cellen op momenten of plaatsen waar dat niet gewenst is heeft desastreuze gevolgen, zoals bij kanker.

Het meest bekende voorbeeld voor celdeling is het proces in de ééncellige darmbacterie Escherichia coli.

Na verdubbeling van het enkele chromosoom – voor elke dochtercel één - wordt precies in het midden een scheidingswand (septum) gevormd, de chromosomen segregeren naar de nieuwe middelpunten, waarna celdeling volgt en twee dochtercellen ontstaan uit één moedercel. In multicellulaire systemen (zoals mens, dier en plant, maar ook in bijvoorbeeld schimmels) ontstaat een complex netwerk van met elkaar communicerende cellen met diverse gespecialiseerde functies binnen hetzelfde organisme. Streptomyces vertoont beide vormen van celdeling: tijdens de eerste (vegetatieve) groeifase leidt celdeling tot de vorming van verbonden compartimenten, terwijl aan het eind van de levenscyclus individuele cellen (de sporen) worden afgesnoerd. Een tweede fundamentele reden om celdeling te bestuderen in een exotisch organisme als Streptomyces is dat dit het enige organisme is waarin celdeling niet essentieel is (!), zodat hier gemakkelijk mutanten gemaakt en bestudeerd kunnen worden.

Figuur 3: Conserveringsmodel van SsgA-achtige eiwitten, gebaseerd op de kristalstruktuur van de SsgB trimeer van de actinomyceet Thermobifida fusca. Aminozuren die volledig geconserveerd zijn in alle SALP eiwitten (SsgA-G) zijn aangegeven in rood.

6

Origin - Universiteit Leiden

Van fundament naar toepassing: het SsgA eiwit en controle van morfologie Wat is nu het signaal voor de start van de celdeling?

De basis voor de celdelingsringen wordt gevormd door polymerisatie van het eiwit FtsZ, een naaste verwant van het in hogere organismen voorkomende tubuline. Rond deze ring wordt nieuw celwandmateriaal aangelegd, resulterend in een fysiek septum.

Het door ons bestudeerde SsgA eiwit stimuleert specifiek de aanmaak van septa. Het eiwit behoort niet tot één van de bekende eiwitfamilies, noch kunnen er specifieke functies toegewezen worden aan stukken van het eiwit. Echter, struktuuranalyse in samenwerking met het Joint Center for Structural Genomics (Qingping Xu, Ashley Deacon, Ian Wilson en medewerkers) liet een eiwit zien met drie subunits met homologie aan eukaryote RNa bindende eiwitten (Figuur 3).

Alle streptomyceten hebben meerdere SsgA-achtige eiwitten (SALPs of SsgA-like proteins). Recentelijk hebben we stammen gemaakt die de informatie voor één van de eiwitten SsgA-SsgG missen, zogenaamde knock-out mutanten. Uit hun fenotype - de verzameling uiterlijke kenmerken - blijkt dat SALPs zonder uitzondering een rol spelen bij de celdeling of morfogenese, van stimulering van de celdeling tot aan het scheiden van de rijpe sporen. Recent onderzoek in onze groep toonde aan dat SsgA en SsgB samen bepalen waar het septum moet komen; daarbij recruteert SsgB actief FtsZ naar de toekomstige plek van het septum.

De wortels van het huidige onderzoek in onze groep liggen feitelijk aan het eind van 1996, toen het verzoek kwam van DSM-Delft (het voormalige Gist-brocades) om te proberen Streptomyces meer gefragmenteerd te laten groeien. In tegenstelling tot op vaste voedingsbodems, waarop we de ontwikkeling bestuderen (zie boven), worden door de meeste streptomyceten geen sporen gemaakt in vloeibare cultures, waaronder biotechnologische fermentaties.

In vloeibaar medium zijn de hyfen uitsluitend vegetatief en wordt geen luchtmycelium gemaakt.

Het gevolg is dat in vloeibaar medium ook alleen vegetatieve septa worden gevormd, en zoals gezegd leiden die niet tot afsnoering. Dit resulteert dus in schier eindeloos lange hyfen en dichte netwerken van in elkaar verwoven hyfen, zogenaamde pellets.

Deze zeer filamenteuze groeivorm is erg ongunstig voor grote productieschaal, omdat de vaak grote

myceliumklonten (tot millimeter schaal) leidt tot trage groei en slechte opname van voedingsstoffen en zuurstof, met als resultaat een te lage opbrengst. Onze benadering om de celdeling te stimuleren resulteerde in de identificatie van SsgA als een cruciaal controleeiwit. Het aantal kopieën van SsgA in de cel heeft een sterke invloed heeft op de morfologie, waarbij een verhoogd niveau leidt tot meer celdeling en dus fragmentatie. Dit maakt het mogelijk om de morfologie genetisch te beïnvloeden en middels een aantal genetische tools als het ware achter de knoppen te zitten. Inmiddels is deze gepatenteerde technologie uitgetest middels fermentaties en aangetoond dat het een significante rendementsverbetering kan sorteren in een aantal productiesystemen, zoals verhoogde groeisnelheid maar vaak ook hogere yield (Figuur 4).

Figuur 4: Fermentatie van Streptomyces coelicolor waarin het SsgA eiwit tot overexpressie is gebracht laat zeer sterke productie van het rode antibioticum undecylprodigiosine zien.

De recombinante stam maakt 20-50x zoveel van dit antibioticum als de oorspronkelijke stam.

VICI project Hoewel we inmiddels een aantal stappen in de goede richting hebben gezet, stuiten we op een nieuw probleem: de relatie tussen morfologie en productie.

De antibioticumproductie (het aantal gram product per kilogram biomassa dus) hangt erg sterk af van de morfologie. Veel antibiotica hebben een soort minimum klontgrootte nodig voordat er überhaupt iets wordt gemaakt, terwijl andere antibiotica en veel enzymen juist baat hebben bij heel kleine fragmenten. Aan dit fenomeen is eigenlijk nog nooit onderzoek gedaan, doorgaans prefereert de industrie om productiestammen via een ‘black box’ benadering te optimaliseren, zeker waar het de groei betreft.

Niemand weet dan ook waar in streptomyceten de producten gemaakt en gesecreteerd worden; is dit aan de uiteinden, waar de groei plaatsvindt, of juist in het midden langs de wand van de hyfen? Inzicht hierin is absoluut cruciaal omdat het alleen dan mogelijk wordt om te komen tot gerichte stamverbetering.

Het zojuist door STW toegekende VICI project (industrieel ondersteund door DSM en DaniscoGenencor) richt zich op een integrale aanpak voor de verbetering van antibioticum- en enzymproductie.

Daarbij staan drie onderzoekslijnen centraal: (1) via geavanceerde imaging analyseren waar productie en secretie plaatsvindt en tevens hoe dit reageert op variabele groeicondities (groeisnelheid, morfologie, suikerbronnen); (2) via genomics bepalen hoe de activiteit van de sleutelgenen qua morfologie en productie afhangt van morfologie en groeisnelheid, met name ook tijdens het fermentatieproces; (3) een voor-

spellend computermodel bouwen van Streptomyces waarin alle data worden geintegreerd (in samenwerking met Mark van Loosdrecht en Christian Picioreanu van de TU Delft), zodat je als het ware een digitale testrun van een fermentatie kunt draaien en veel gerichter veranderingen kunt aanbrengen. Tot slot zal innovatieve technologie voor genetische manipulatie van streptomyceten worden ontwikkeld (onder meer in samenwerking met Nora Goosen, LIC).

Het feit dat door STW (Stichting Toegepaste Wetenschappen) gesubsidieerde toepassingsgerichte projecten de basis hebben gevormd voor meer fundamenteel georiënteerde KNAW en NWO projecten en vervolgens weer andersom geeft aan dat een sterke wisselwerking tussen deze twee ogenschijnlijk verschillende wetenschappelijke invalshoeken bijzonder stimulerend kan zijn. Juist door deze tweeledigheid is de intensieve samenwerking tussen de faculteiten TNW (TU Delft) en W&N (Leiden) van groot belang voor de continuïteit van dit type onderzoek.

Origin - Universiteit Leiden

7

Instituut Biologie Leiden (IBL), sectie Moleculaire Ontwikkelingsgenetica

Vingers om met het genoom te spelen Erfelijke eigenschappen van een organisme zijn binnen het genoom vastgelegd in de genen. Om die eigenschappen tot expressie te laten komen zijn er een tweetal processen nodig. Allereerst moet het gen worden overgeschreven waarbij er een transcript of messenger RNA wordt gevormd en daarna moet dit transcript nog vertaald worden in een eiwit. Beide processen zijn van nauw gereguleerd en bepalend voor de genexpressie. Tot enkele jaren geleden was het alleen met grove middelen mogelijk om de expressie van specifieke genen te beĂŻnvloeden. Ook was het in meercellige organismen bijzonder lastig om zeer gericht veranderingen in het erfelijk materiaal aan te brengen. Binnen het IBL is ingespeeld op nieuw ontstane mogelijkheden om met behulp van zinkvingereiwitten veranderingen in de expressie en de structuur van genen te bewerkstelligen. Als modelorganisme is daarvoor de plant Arabidopsis thaliana (zandraket) gebruikt.

DOOR: Bert van der Zaal: b.j.v.d.zaal@biology.leidenuniv.nl

8

Origin - Universiteit Leiden

Het eerste niveau van regulatie van genexpressie, de hoeveelheid transcripten die er van het gen worden overgeschreven, wordt gereguleerd door transcriptiefactoren. Transcriptiefactoren zijn eiwitten die bestaan uit een DNA-bindingsdomein dat ervoor zorgt dat het eiwit op de juiste plek aan het DNA kan binden en een effectordomein dat bijdraagt aan de regulatie van de transcriptie. Afhankelijk van het type effectordomein kan de transcriptie van een gen wat in de buurt van de bindingsplaats voor de transcriptiefactor ligt gestimuleerd of juist geremd worden.

Heel vaak zijn het DNA-bindingsdomein en het effectordomein van een transcriptiefactor te beschouwen als los functionerende (modulaire) onderdelen.

Dit houdt in dat er in principe tal van nieuwe combinaties tussen verschillende DNA-bindingsdomeinen en effectordomeinen gemaakt kunnen worden. Met behulp van zulke artificiële transcriptiefactoren (afgekort ATFs) kan in principe de expressie van genen op een andere manier worden aangestuurd.

De ontwikkeling van ATFs is in een stroomversnelling terecht gekomen met de komst van zinkvingertechnologie. Zinkvingers zijn kleine eiwitdomeinen die in veel natuurlijke transcriptiefactoren voorkomen. Hun naam hebben ze te danken aan hun vorm; door de aanwezigheid van een zink-ion wordt een structuur gestabiliseerd die aan een vinger doet denken. Voor een bepaalde klasse van zinkvingers is gevonden dat ze specifiek kunnen binden aan drie basenparen in het DNA. Inmiddels is er wereldwijd een groot lexicon van zinkvingers beschikbaar waarvan bekend is welke DNA-sequentie bij voorkeur gebonden wordt. De mooie eigenschap van zinkvingers in relatie tot het ontwikkelen van ATFs is dat ze aaneen gekoppeld kunnen worden tot een domein met meerdere zinkvingers (een polydaktiel zinkvingerdomein, oftewel een PZF), waarbij elke vinger verantwoordelijk is voor de binding aan drie basenparen in het DNA. Op deze manier zal een PZF bestaande uit drie zinkvingerdomeinen binden aan een negen basenparen DNA-sequentie. Nog verdere uitbreiding kan leiden tot nog specifiekere interacties, zelfs zo specifiek dat de DNA sequentie die bij voorkeur wordt herkend slechts één keer in een complex genoom voorkomt.

De PZFs kunnen op hun beurt gebruikt worden in ATFs (PZF-ATFs) door ze te combineren met een effectordomein naar keuze.

Zinkvinger-gestuurde screening voor planten met verhoogde frequentie van homologe recombinatie (HR). Van links naar rechts: 1) PZF activator bank: telkens zijn drie zinkvingers gecombineerd met een activatie domein.

2) De PZF activator bank wordt overgedragen (getransformeerd) naar een plantenlijn die een genconstruct bevat waarmee de frequentie van homologe recombinatie bepaald kan worden.

3) Een PZF-ATF die is geintegreerd verhoogt de expressie van een gen dat betrokken is bij HR. 4) Hierdoor neemt de frequentie van HR binnen het in de plantenlijn aanwezige genconstruct toe.

5) Na kleuring zijn HR gebeurtenissen zichtbaar als blauwe spots. Door de PZF-ATF terug te isoleren kan een HR-inducerende factor in handen worden gekregen.

Binnen de sectie moleculaire ontwikkelingsgenetica van het IBL is zes jaar geleden, na toekenning van een NWO-GENOMICS subsidie, gestart met het zinkvingeronderzoek. De voornaamste doelstelling was om te onderzoeken wat de mogelijkheden voor het gebruik van zinkvingers zouden kunnen zijn voor het ophelderen van biologische vraagstellingen in planten. Tijdens dit onderzoek is nagegaan hoe zinkvingers het beste aaneengeschakeld kunnen worden en ook is een efficiënt kloneringsysteem ontwikkeld zodat we tal van PZFs kunnen maken. Daarbij is een methode ontwikkeld om in gistcellen, die gemakkelijk en snel te transformeren zijn, te testen welk type PZFs daadwerkelijk goed functioneren in een ATF. Het is lang niet altijd nodig om erg complexe en specifiek bindende PZFs te maken om interessante toepassingen te kunnen vinden. Ook PZFs die maar uit een paar - bijvoorbeeld drie - zinkvingers bestaan en op heel veel plekken in een complex genoom

Origin - Universiteit Leiden

9

De ontwikkeling van ATFs is in een stroomversnelling terecht gekomen met de komst van zinkvingertechnologie.

kunnen binden, simpelweg omdat de bindingsplaats vele malen voorkomt, zijn bijzonder nuttig. Door zulke minder specifieke PZFs te koppelen aan effectordomeinen ontstaan PZF-ATFs die ieder voor zich de expressie van een groot aantal genen in een genoom kunnen veranderen. Deze vorm van “misregulatie” biedt mogelijkheden om naar nieuwe gewenste eigenschappen (fenotypes) te zoeken. De procedure houdt in dat er een groot aantal transgene organismen wordt gemaakt waarvan ieder individu een variant van een PZF-ATF bevat. Op die manier kan gekeken worden waartoe het genoom van het organisme in staat zou kunnen zijn als het met zinkvingers wordt bespeeld.

Deze methode wordt ook wel “genome interrogation” genoemd. Wanneer een causaal verband tussen de aanwezigheid van een bepaalde PZF-ATF en een fenotype is gevonden, is dit fenotype oproepbaar zodra de PZF-ATF in het organisme wordt geïntroduceerd.

Er is bij allerlei organismen grote interesse om te zien hoe schade aan het DNA zo nauwkeurig mogelijk gerepareerd kan worden. Het ideale DNA-reparatiemechanisme verloopt via homologe recombinatie (HR). Bij dit proces kunnen breuken in het DNA zonder fouten worden hersteld omdat gebruik wordt gemaakt van een identiek stukje DNA dat dient als mal voor reparatie. Hoewel planten en andere complexe organismen tot HR in staat zijn, worden breuken in het DNA meestal zo snel mogelijk aan elkaar geplakt, waarbij vaak fouten optreden. De mogelijkheid om HR door middel van een PZF-ATF te kunnen controleren is ook zeer interessant vanuit een biotechnologisch standpunt. Bij verhoogde HR frequentie zou het ook mogelijk moeten zijn om zeer specifiek genetische aanpassingen in planten te kunnen aanbrengen door een bijna identiek stuk DNA in een gen te laten integreren (“gene targeting”). Dit is tot nu toe eigenlijk niet echt mogelijk omdat een ingebracht stuk DNA normaliter ergens lukraak (op de niet-homologe manier) in het genoom terecht komt.

Om te toetsen of mutanten met verhoogde HR frequentie kunnen worden gevonden, is besloten om de modelplant Arabidopsis aan een “ondervraging” met PZF-ATFs te onderwerpen. Voor dit doel is er een verzameling van PZF-ATFs gecreëerd door een grote collectie van PZF domeinen met drie zink-vingers te fuseren met een sterke transcriptionele

10

Origin - Universiteit Leiden

PZF-GFP eiwitten in de buurt van elkaar aan het DNA moeten binden. Om dit voor elkaar te krijgen, werd gekozen voor een bindingsplaats die zich in een kort, repeterend, stukje DNA bevindt. Ons lab had de primeur met dit principe. Zo is aangetoond dat PZFs, opgebouwd uit drie zinkvingers en voorzien van een “GFP-lamp”, in levende cellen de repeterende sequenties rond de centromeren in Arabidopsis chromosomen zichtbaar kunnen maken. Ook in muizencellen konden we de centromeren via een PZF van drie zinkvingers visualiseren.

Labeling van centromeerrepeats in kernen van een levende Arabidopsis wortel.

activator. Deze PZF-ATF verzameling werd vervolgens gebruikt voor transformatie van speciale Arabidopsis planten die een genconstruct bevatten waardoor de HR frequentie in elke PZF-ATF bevattende plant door middel van een kleuring kan worden bepaald. Op deze manier is het gelukt om een PZFATF te selecteren die kan leiden tot een extreem verhoogde HR frequentie, wel 200- tot 1000-maal hoger dan normaal. Een uitdaging voor de toekomst waar nu aan wordt gewerkt is er in gelegen om te begrijpen hoe deze specifieke PZF-ATF het genoom aanstuurt.

Dit zal kunnen leiden tot het identificeren van nog onbekende sleutelgenen voor het HR proces in hogere planten en daar is een octrooi op aangevraagd.

Samenvattend vormen zinkvingers de bouwstenen om nieuwe DNA-bindingsdomeinen te maken die vervolgens in combinatie met andere eiwitdomeinen in allerlei moleculaire gereedschappen kunnen worden toegepast. Zowel vanuit een fundamenteel wetenschappelijk standpunt als vanuit een meer toegepast biotechnologisch perspectief zijn zinkvingers onmisbare vingers in de pap!

Tot slot nog een toepassing voor zinkvingers: ze kunnen namelijk ook nog gebruikt worden om specifieke stukken van chromosomen in levende cellen zichtbaar te maken. De mogelijkheden hiertoe waren zeer beperkt doordat er meestal geen eiwitdomeinen bekend waren die erg specifiek aan DNA sequenties binden en die ook nog eens voorzien konden worden van een fluorescent label. Ook hier bieden zinkvingers uitkomst omdat in principe voor allerlei DNA sequenties PZF domeinen kunnen worden geconstrueerd. Het enige wat nog rest is dat de PZF gefuseerd moet worden met een fluorescent eiwit – zoals het Green Fluorescent Protein (GFP) - zodat de binding aan het DNA met een fluorescentiemicroscoop zichtbaar gemaakt kan worden. Om het specifieke signaal daadwerkelijk te kunnen zien, zullen er veel

Origin - Universiteit Leiden

11

Central role of the stress hormone in type 1 diabetes neuropathology Diabetes dates from 1552 B.C; however, it was not until the last century, in 1959, that the two major types of diabetes were recognized: type 1 (insulin-dependent) and type 2 (non-insulin-dependent)

sensitivity to stress and morphological alterations in various brain areas (1-3). For sake of clarity, only the results from the STZ model will be described in this article.

diabetes. Type 2 diabetes constitutes 90% of diabetes cases; it is a metabolic disorder that is primarily characterized by insulin resistance, relative insulin deficiency, and hyperglycemia and is presently of unknown etiology. Type 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease that results in the permanent destruction or damage of insulin producing beta cells of the pancreas, leading to insulin deficiency. The exact cause(s) of T1D are not yet fully understood.

So far, research on diabetes has focused on the peripheral endocrinology and nervous system. Nowadays, the impact of diabetes on the central nervous system (CNS) is well acknowledged. However, the reason why T1D affects the CNS integrity remains unclear.

DOOR: Yanina Revsin)* Division of Medical Pharmacology, LACDR/LUMC, Leiden, The Netherlands.

When T1D develops, the insulin producing beta cells in the islets of Langerhans from the pancreas are destroyed (figure 1A). Hence, hyperglycemia develops; however, since insulin controls glucose intake, lack of insulin creates a state of cellular starvation. Both hyperglycemia and cellular starvation coexist and, under certain conditions such as T1D, can generate metabolic stress. Metabolic stress, like any other kind of stress, will activate the hypothalamus-pituitaryadrenal (HPA) axis with the aim of restoring the homeostasis and recovering from the metabolic disturbance. The HPA axis activation will ultimately raise plasma corticosterone (CORT) levels (Figure 1B) which will be followed by the shut down of the HPA axis via CORT negative feedback.

Stress hormones: a new window towards understanding diabetes-induced brain damage Animal models for diabetes To study disease initiation, progression and treatments without exposing humans to unnecessary and potentially unethical risks animal models have been developed. The physiology of mice, rats and other animals is remarkably conserved in comparison to the human condition. They comprise spontaneous models, in which disease develops unprovoked, and experimental models induced by various types of intervention. In order to investigate effects of T1D on the brain, we used two animal models in our studies: 1) a genetic model, the NOD mouse, which spontaneously develops the disease and 2) a pharmacological model, the streptozotocin (STZ)-treated mouse, in which the drug destroys the beta cells of the pancreas. Like type 1 diabetic patients, these animal models show hyperglycemia, high circulating levels of the stress hormone (i.e. corticosterone), increased

12

Origin - Universiteit Leiden

CORT exerts a hyperglycemic effect, inhibiting cellular glucose uptake in the periphery and also in neurons and astrocytes of brain regions such as the hippocampus, a brain structure that belongs to the limbic circuitry, which plays a major role in spatial memory.As a result of this CORT function, the preexisting hyperglycemia caused as a result of the insulin deficiency in T1D, will become a chronic state.

In this way, the continuous metabolic alterations will contribute to a defective shut-off of the stress response (Figure 1C). When HPA axis activity is chronically elevated, as evidenced by chronic hypercorticism, or managed inefficiently, various pathophysiologies are promoted, such as dysfunction of the hippocampus (4, 5). Thus, in order to adapt to the metabolic imbalance different processes will occur in T1D such as poor glucose homeostasis, hypercorticism, HPA axis reactivity and metabolic adjustments. Extreme

F igure 1: HPA axis alterations in type 1 diabetes. Metabolic stress develops when insulin-producing cells destroy leads to hyperglycemia (A).

As a consequence, the activation of the HPA axis triggers an increase in corticosteroids levels (B). The chronic high corticosterone concentration, on one hand exacerbates glucose secretion, and on the other hand acts on the HPA axis in order to shut-off the stress response and restore the homeostasis (C). According to the literature, in type 1 diabetes this response is disrupted.

metabolic adjustments can induce and significantly accelerate hippocampal damage and remodeling of the limbic circuitry in a way that increases its vulnerability to develop cognitive disturbance.

In STZ-diabetic mice we reported elevated CORT concentration (Figure 2) and HPA axis dysregulation (6). Hippocampal dysfunction indicated by alterations of markers for neurodegeneration is also observed (7). This results in impaired cognitive performance in an exclusively hippocampal-dependent test, the novel object-placement recognition (NOPR) task (8). The results support the concept that uncontrolled diabetes may lead to hippocampal damage, which further aggravates changes in other brain structures such as hypothalamus.

A fundamental question in the neuropathology of T1D is, therefore, whether aberrant glucose metabolism and insulin deficiency and/or CORT excess may cause the functional and morphological signs of neurodegeneration and cognitive impairment.

Imbalance of glucose metabolism may be of importance in modulating the brain disturbances induced by diabetes. Some studies have described how hyperand hypoglycemic episodes can cause acute cerebral dysfunction in diabetic animals (101, 9). Although a central role of insulin in several animal models of diabetes was described (10-12), it was reported that hippocampal impairments are not determined by changes in insulin production (13).

in relation to morphological indices for neuronal viability and cognitive performance was explored.

Therefore, the objective of our studies was to elucidate if excessive circulating CORT in mice suffering from T1D enhances vulnerability to cerebral damage and cognitive impairment. The hypothesis was that the onset of diabetes induces first dysregulation of the HPA axis and subsequently hypersecretion of CORT which then renders the brain more vulnerable to metabolic insults causing damage and concomitant cognitive disturbances.

Blocking damaging actions of stress hormones in brain and enhancing their protective function: a new therapeutic opportunity CORT actions are mediated by two types of receptors: the high affinity mineralocorticoid receptors (MR) and the low affinity glucocorticoid receptors (GR).

In limbic structures such as the neuronal circuits of

F igure 2: Time course of blood glucose and basal plasma corticosterone (CORT). Changes

Notably, the role of CORT in the central neuropathophysiology of T1D received little attention in the past. Since hypercorticism per se can evoke a neurodegenerative cascade similar to the one described in T1D, the role of CORT excess in STZ-diabetic mice

in glucose and CORT levels after STZ-injection in control (closed bars) and diabetic (open bars) mice. Blood samples were collected from tail snips and are repeated measures from the same set of animals. Values are expressed as mean Âą SEM, n= 6-8. For glycemia measurement: ap<0.05 vs day -2, bp<0.05 vs day -2 and day -1, cp<0.05 vs day 0. For B measurements: dp<0.05 vs day -2, day -1 and day 0.

Origin - Universiteit Leiden

13

Moreover, when CORT action is inhibited by mifepristone administration, the cognitive deficits observed at day 11 of diabetes were ameliorated (Figure 4). Surprisingly, the diabetic animals treated with mifepristone performed even better than the untreated controls. A rationale behind this observation is that GR antagonism also allows a more prominent function of the protective MR-mediated action in preserving the integrity and stability of the hippocampus (16). MR is neuroprotective, because the receptor promotes neuronal survival and facilitates hippocampus function (16). Hence this suggests that mifepristone treatment blocks the ‘damaging’ excessive stimulation of GR in hippocampus, sparing protective MR-mediated actions underlying the observed enhanced cognitive performance (17).

groups. Py= pyramidal cells of the CA1 area. Control microphotograph correspond to a control + vehicle mouse.

hippocampus these receptors are co-localized and largely expressed (14). Because of the difference in affinity high CORT concentrations will progressively activate the GRs. Therefore, in order to clarify the role of continuous GR activation in the hippocampus of STZ-diabetic mice we have used the GR antagonist mifepristone (RU38486). We showed that the continuous blockade of CORT action by treatment with mifepristone for 4 consecutive days (from day 6 to 10 of STZ-diabetes) prevented some of the hippocampal aberrations and reversed others (8). The prevention of hippocampal astrogliosis (Figure 3) and increased neuronal activation, and restoration of cell proliferation showed that mifepristone treatment also can interfere directly with the progression of hippocampal alterations observed in diabetic mice. Whether mifepristone’s prevention and/or reversion of these disturbances occur directly on hippocampal astrocytes, neurons and proliferative cells, or by changing their surroundings (i.e. their inputs) requires further investigation. It is worth noting that 4-days mifepristone treatment can affect not only the functioning of these cells (8, 15) but also the innervating projections from other brain regions.

14

Origin - Universiteit Leiden

Figure 4 A

Sample trial

Test trial 50 min

B

GR blockade normalizes cognitive decline in diabetes

*** *

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

*

control + vehicle

diabetic + vehicle

control diabetic + + mifepristone mifepristone 6

sed mean ± SEM, n= 6–8, *p<0.05. (B) Microphotographs of the different experimental

6

tion of GFAP+ cell number in the stratum radiatum of the hippocampus. Values expres-

It appears from this and previous (13) studies unlikely that hyperglycemia per se accounts for the hippocampal disturbances observed during diabetes.

We reached this conclusion because GR antagonist normalized hippocampal functions regardless of the hyperglycemic state, which is not altered in diabetic mice treated with mifepristone. However, the

% Preference for re-located object

Figure 3. Immunocytochemistry for glial fibrillary acidic protein (GFAP). (A) Quantifica-

Figure 4. Mifepristone (a glucocorticoid receptor antagonist) effect on the novel object-placement recognition (NOPR) task. (A) Photograph of the NOPR task: during the sample trial the two objects (water bottles) are equally explored (data not shown). After 50 minutes, during the test trial, one of the objects is re-located.

(B) Percentage of preference for the re-located object during the test trial for control and 11-days diabetic mice vehicle- and mifepristone-treated. Values expressed mean ± SEM, *p<0.05.

possibility of an effect of CORT excess on hippocampal glucose metabolism in T1D cannot be ignored.

Moreover, although a change in insulin production was reported to have no effect on the hippocampal dysfunction in T1D (13), one cannot ignore that the negative effect of diabetes on hippocampal plasticity may be attributable to an interaction between elevated CORT and insulin receptor signaling.

hippocampal integrity and the impairment of cognitive performance. At the same time these receptors appear to be an excellent target for a therapy aimed at normalizing the disturbed hippocampal functions characteristic for diabetes neuropathology. * From the PhD thesis by Yanina Revsin, entitled: ‘Type 1 Diabetes, Glucocorticoids and the Brain: a sweet connection’, which was defended on September 17th, 2008.

In conclusion, the results described in this article provide evidence that CORT excess and the concomitant continuous activation of the GRs are responsible for molecular changes and hippocampal dysfunction at the behavioral level in the early stages of diabetes.

They indicate that in T1D excess CORT has lost its function in restoring homeostasis and has become damaging to the brain.

Yanina Revsin was the recipient of an NWO – WOTRO grant supporting a collaboration with the Institute of Biology and Experimental Medicine, Buenos Aires (prof dr A.F. De Nicola), a special LUMC Division 5 grant and the Academy professorship of prof dr E.R. de Kloet in the Division of Medical Pharmacology, LACDR.

A new concept in diabetes has evolved from the data presented in this study, in which CORT plays a causal role in diabetes neuropathology. Moreover, we revealed that the receptors for CORT are crucial for the mechanism that underlies the disruption of

References 1. Biessels GJ, Kappelle AC, Bravenboer B, Erkelens DW, Gispen WH. Cerebral function in diabetes mellitus. Diabetologia 1994; 37:643-650.

2. Saravia FE, Revsin Y, Gonzalez Deniselle MC, Gonzalez SL, Roig P, Lima A, HomoDelarche, F, De Nicola AF. Increased astrocyte reactivity in the hippocampus of murine models of type 1 diabetes: the nonobese diabetic (NOD) and streptozotocin-treated mice.

Brain Res 2002; 957:345-353.

3. Revsin Y, Saravia F, Roig P, Lima A, de Kloet ER, Homo-Delarche F, De Nicola AF. Neuronal and astroglial alterations in the hippocampus of a mouse model for type 1 diabetes. Brain Res 2005; 1038:22-31.

4. Sapolsky RM. Do glucocorticoid concentrations rise with age in the rat? Neurobiol Aging 1992; 13:171-174 5. McEwen BS. Protective and damaging effects of stress mediators. N Engl J Med 1998; 338:171-179 6. Revsin Y, van Wijk D, Saravia FE, Oitzl MS, De Nicola AF, de Kloet ER. Adrenal hyper-

7.

8.

9.

10.

11.

sensitivity precedes chronic hypercorticism in Streptozotocin-induced diabetes mice.

Endocrinology 2008; 149: 3531-3539.

Revsin Y, Saravia F, Roig P, Lima A, de Kloet ER, Homo-Delarche F, De Nicola AF. Neuronal and astroglial alterations in the hippocampus of a mouse model for type 1 diabetes. Brain Res 2005; 1038:22-31.

Revsin Y, Rekers NV, Louwe MC, Saravia FE, De Nicola AF, de Kloet ER, Oitzl M. Glucocorticoid Receptor Blockade Normalizes Hippocampal Alterations and Cognitive Impairment in StreptozotocinInduced Type 1 Diabetes Mice.

Neuropsychopharmacology 2009, 34: 747-758.

Cryer PE. Banting Lecture.

Hypoglycemia: the limiting factor in the management of IDDM. Diabetes 1994; 43: 1378-1389 Sima AA, Li ZG. The effect of C-peptide on cognitive dysfunction and hippocampal apoptosis in type 1 diabetic rats. Diabetes 2005; 54: 14971505 Chan O, Inouye K, Akirav

12.

13.

14.

15.

EM Park E, Riddell MC, Matthews SG, Vranic M. Hyperglycemia does not increase basal hypothalamo-pituitaryadrenal activity in diabetes but it does impair the HPA response to insulin-induced hypoglycemia. Am.J.Physiol Regul.Integr.Comp Physiol 2005; 289:R235-R246 McNay EC, Williamson A, McCrimmon RJ, Sherwin RS. Cognitive and neural hippocampal effects of long-term moderate recurrent hypoglycemia. Diabetes 2006; 55: 1088-1095.

Stranahan AM, Arumugam TV, Cutler RG, Lee K, Egan JM, Mattson MP. Diabetes impairs hippocampal function through glucocorticoid-mediated effects on new and mature neurons. Nat Neurosci, 2008; 11:309-317. de Kloet ER, Vreugdenhil E, Oitzl MS, Joels M. Brain corticosteroid receptor balance in health and disease. Endocr Rev 1998; 19:269-301 Mayer JL, Klumpers L, Maslam S, de Kloet ER, Joels M, Lucassen PJ. Brief treatment with the glucocorticoid receptor antagonist mifepristone

normalises the corticosteroneinduced reduction of adult hippocampal neurogenesis.

J Neuroendocrinol 2006; 18:629-631 16. Joëls M, Karst H, DeRijk R, de Kloet ER. The coming out of the brain mineralocorticoid receptor. Trends Neurosci 2008; 31:1-7.

17. Oitzl MS, Fluttert M, Sutanto W, de Kloet ER. Continuous blockade of brain glucocorticoid receptors facilitates spatial learning and memory in rats. Eur J Neurosci 1998; 10:3759-3766.

Origin - Universiteit Leiden

15

Illustreren voor Botanisch Onderzoek Niemand weet precies hoe oud de kunst van het weergeven van planten is, maar Aristoteles (384-322 v. C.) was de eerste inventarisator van planten en maakte zodoende de plantenwereld toegankelijk voor onderzoek. Kruidenboeken zijn een van de eerste voorbeelden van botanische prenten uit het verleden.

Vanaf de 15e eeuw verschenen er steeds realistischer af beeldingen van planten. Deze vroege platen werden meer gebruikt als decoratieve illustraties. Ook zijn de eerste aquarellen vanaf die tijd bekend. De botanische tekeningen werden nog veel gebruikt in kruidenboeken voor medicinale doeleinden. In eerste instantie waren de boeken dus bestemd voor artsen en apothekers. In de 17e en 18e eeuw werd het uitgeven van het ‘florilegium’ een trend. Een florilegium is een boek waarin verschillende soorten bloemen en planten zijn gerangschikt en afgebeeld.

Een andere belangrijke trend in de botanische wereld was het wetenschappelijk correct weergeven van illustraties. Dit ontstond door het ontdekken van nieuwe planten in de nieuw ontdekte delen van de wereld. Op expedities ging een tekenaar mee om de flora en fauna in het nieuw ontdekte gebied te tekenen. In de 18e en 19e eeuw verschenen er van de hand van enkele zeer bekende botanische kunstenaars catalogi en plantenencyclopedieën. De opdrachtgevers, meestal botanici, gebruikten de tekeningen als illustratie van hun wetenschappelijk onderzoek.

Trichosanthes beccariana subsp. pusila © NHN

16

Met de opkomst van de impressionisten in de 19e eeuw ontstond er een losse vrijere stijl van bloemen schilderen. Een kunstenaar kan op talloze manieren een plant uitbeelden, ook zo dat deze redelijk tot uitstekend te herkennen is. Maar een botanische tekening onderscheidt zich in hoofdzaak op 3 punten van een artistieke afbeelding van een plant. Ten

Origin - Universiteit Leiden

eerste dat het een wetenschappelijk verantwoorde weergave is en controleerbaar door de botanicus. Ten tweede is in een botanische tekening de analyse, het zorgvuldig weergeven van de aparte onderdelen van de plant, terug te vinden. En als laatste is de tekening geen individuele afbeelding van een plant, maar een ideaalbeeld van de soort. Beschadigingen, dauwdruppels of geknakte stengels worden bijvoorbeeld niet weergegeven.

Het botanisch illustreren heeft zich zo door de geschiedenis heen ontwikkeld vanuit een eeuwenoude traditie en innovaties.

Vandaag de dag worden nog steeds met veel enthousiasme vele botanische illustraties gemaakt op het Nationaal Herbarium Nederland (NHN). Hierbij wordt altijd uit-

Trichosanthes phonsenae © NHN

Coelogyne verrucosa © NHN

gegaan van het basisprincipe van botanisch illustreren: De illustratie is een gedetailleerd en wetenschappelijk verantwoorde weergave van een plant en delen van de plant. In zo een illustratie zijn dus de karakteristieke kenmerken van een plant zeer belangrijk. Fotografie en ook microscopische fotografie in het bijzonder is vaak een uitstekende aanvulling, maar alleen met een botanische tekening kunnen details echt pas duidelijk en helder worden weergegeven. Die details, die voor onderzoekers belangrijk zijn, kunnen namelijk naar voren worden gehaald en daarbij kunnen zelfs de beschadigde delen van de plant in een tekening worden ‘gerepareerd’.

Dit soort illustraties is daarom zeer waardevol voor onderzoekers en zij gebruiken daarom diezelfde tekeningen in hun publicaties.

De illustratoren die nu op het NHN werken zijn Anita Walsmit Sachs, hoofd van het atelier en opvolger van Jan van Os (winnaar van het 2006 Jill Smithies award for botanical art) en Esmée Winkel. Anita Walsmit Sachs zelf heeft twee Gouden medailles (in ‘04 en ‘05 voor ‘Best Botanical Artist in Show’ van the Royal Horticultural Society Show Birmingham) ontvangen voor haar werk.

Van 13 maart tot en met 29 mei 2009 kunnen een aantal botanische illustraties, die op het Nationaal Herbarium Nederland vervaardigd zijn, bezichtigd worden op de tentoonstelling ‘Illustreren voor Botanisch Onderzoek’ op het Gorlaeus laboratorium. We hopen u daar te zien.

Origin - Universiteit Leiden

17

Stage aan Mount Sinai School of Medicine Mijn naam is Sascha Hoogendoorn en ik heb de masteropleiding Scheikunde afgelopen jaar afgerond. Als laatste onderdeel van deze master heb ik van april tot november 2008 een bijvakstage gedaan aan Mount Sinai School of Medicine, New York, USA.

Wolkenkrabbers, gele taxi’s en een stad die nooit slaapt. Het contrast tussen Leiden en New York is groot en dat maakte het des te uitdagender om een zes maanden durende onderzoeksstage te doen aan Mount Sinai School of Medicine in New York. Mount Sinai is een zeer gerenommeerd ziekenhuis, met bijbehorend medisch instituut. Wellicht op het eerste gezicht niet de meest voor de hand liggende keuze voor een organisch chemicus. Tijdens mijn studie scheikunde werd al snel duidelijk dat ik de kant van de organische synthese op wilde gaan: in het lab nieuwe moleculen in elkaar knutselen. De vakgroep “Bio-organische Synthese” waar ik mijn hoofdvakstage heb gedaan, richt zich op het maken van stoffen die biologisch actief zijn. In 2004 heb ik er voor gekozen om naast de studie scheikunde, de bachelor

18

Origin - Universiteit Leiden

Bio-Farmaceutische Wetenschappen te gaan doen. Ik vind medische vraagstukken erg interessant en dan vooral de moleculaire achtergrond ervan. Opgeteld bij mijn belangstelling voor de chemie kom je dan al snel uit bij de medicinale chemie: het proces van het ontwerpen, synthetiseren en testen van nieuwe medicijnen.

De opleiding moedigt studenten aan om hun bijvakstage te gebruiken voor een stukje verbreding, het liefst in het buitenland. Voor mij was de keuze wat te doen niet moeilijk, ik wilde graag deze stage gebruiken om mijzelf te bekwamen in de farmacologie (het “test” gedeelte van nieuwe medicijnen). Dit is totaal anders dan de organische synthese en het leek mij dan ook een goede uitdaging om in een heel nieuw vakgebied te duiken. Toen bleek dat prof. dr. IJzerman, de begeleider van mijn bachelorstage in Leiden, goede contacten had in New York was de stage in de onderzoeksgroep van prof. dr. Devi (in het “Department of pharmacology and biochemistry”) snel geregeld. Zo kon ik niet alleen de farmacologie ontdekken, maar ook “the Big Apple”, de stad die ik tot dan toe alleen kende uit de vele films en series die zich daar afspelen. De voorbereiding vergde vervolgens nog wel enige tijd, met beursaanvragen, een zeer langdurige visumaanvraag en een heel aantal

in Nederland niet zo snel meemaken. Met op iedere hoek een Starbucks was de koffie altijd bij de hand en nooit hoefde ik na te denken over een laatste trein of bus: deze gaan immers 24/7! Het dagelijks leven bleek duurder dan ik van tevoren had ingeschat, in New York loont het niet om zelf eten te koken, afhalen is veelal goedkoper. Maar na een aantal keren kebab, pizza of Chinees, is het toch een stuk fijner (en gezonder) om dit wel te doen.

Het onderzoek

inentingen (zelfs al werk je niet met patiĂŤnten, dan is dat nog verplicht in een ziekenhuis). Eind april 2008 was het dan eindelijk zo ver: ik vertrok voor ruim 6 maanden naar New York.

Leven in New York Ik heb huisvesting kunnen regelen via Mount Sinai, en mijn huis bleek slechts 5 minuten lopen vanaf het lab. Dit kwam goed uit, aangezien mijn cellen meestal niet het hele weekend zonder eten konden en ik dus eigenlijk ieder weekend wel even naar het lab moest.

Daarnaast was mijn huis ongeveer 100 meter verwijderd van Central Park, een oase van groen in een overwegend betonnen stad. In New York is altijd wel wat te doen en ontzettend veel te zien. Mijn weekenden waren dus al snel gevuld met allerhande uitstapjes. Zo stonden onder andere een fietstocht over Manhattan, de New York Botanical Garden, de Bronx Zoo, de finale van de US Open en een gratis concert van Bon Jovi in Central Park op het programma.

Ook weekendjes Boston en Washington mochten niet ontbreken. Hoewel het voor New York niet ongebruikelijk is dat de luchtvochtigheid en de temperatuur in de zomer tot grote hoogten stijgen, was volgens de echte New Yorkers bij mij op het lab augustus in jaren niet zo aangenaam geweest. Een zomer lang wakker worden met strakblauwe luchten en zon, dat zal je

Hoewel de dagen in New York gemakkelijk gevuld kunnen worden met ontspannende activiteiten, was dat uiteraard niet het doel van mijn reis. Ik heb dan ook het grootste deel van de tijd doorgebracht op het lab van prof. Devi. Recentelijk is in dit lab ontdekt dat hemopressin, een peptide van 9 aminozuren lang, kan binden aan de cannabinoid type 1 (CB1) receptor.

Deze receptor bevind zich voornamelijk in de hersenen en speelt daar een belangrijke rol bij vele (patho) fysiologische processen. De voornaamste liganden voor de CB1 receptor zijn zeer lipofiel, in tegenstelling tot hemopressin, dat hydrofiel is. Het is daarom opmerkelijk dat dit peptide ook aan de receptor kan binden en veel van de onderliggende farmacologie is onbekend. Mijn onderzoek heeft zich gericht op hemopressin en biologische en synthetische hemopressin analoga om erachter te komen hoe deze aan

Binding van een ligand aan de CB1 receptor zet allerlei intracellulaire signaaltransductie cascades in werking, wat onder andere leidt tot de phosphorylatie van het eiwit ERK1/2.

Origin - Universiteit Leiden

19

de receptor binden en tot welke respons dit leidt.

Door mutante CB1 receptoren te gebruiken, wilden we erachter komen welke aminozuren in het bindingsdomein essentieel zijn voor hemopressin binding. Helaas gaf het bindingsassay dat we hiervoor wilden gebruiken de nodige problemen. De gebruikte liganden zijn door hun hoge lipofiliciteit nogal plakkerig, wat leidt tot een grote mate van aspecifieke binding. Na veel optimalisatie is het gelukt om dit sterk te verminderen, maar het assay bleek niet geschikt voor het bepalen van de binding van de peptiden.

Naast de bindingsstudies heb ik me veel beziggehouden met functionele assays, zoals MAP kinase assays.

Dit assay is gebaseerd op het principe dat als een agonist bindt aan de CB1 receptor dit leidt tot phosphorylatie van de ERK1/2 eiwitten, wat zichtbaar gemaakt kan worden met behulp van een Western Blot. Daaruit kwam naar voren dat de synthetische hemopressin analoga de werking van een bekende CB1 agonist kunnen versterken. Deze vinding is erg interessant omdat het erop kan duiden dat deze stoffen werken als allostere modulatoren. Allostere modulatoren zijn stoffen die op een andere plek aan de receptor binden dan het “normale” (orthostere) ligand. Door de binding van de allostere modulator wordt het effect van de orthostere ligand versterkt dan wel geremd, terwijl binding van de allostere modulator alleen niet tot een effect leidt. De komende tijd zullen er meer experimenten gedaan worden om verder uit te zoeken of synthetische hemopressin analoga inderdaad als allostere modulatoren

Hemopressin, een peptide van 9 aminozuren, is een afbraakproduct van de alpha keten van hemoglobine.

beschouwd kunnen worden. Daarnaast zijn de endogene varianten van hemopressin geïdentificeerd en het is gebleken dat de farmacologie van deze liganden anders is dan die van “normale” cannabinoiden. Dit biedt mogelijkheden om deze peptiden te gebruiken voor therapeutische doeleinden.

Het lab waar ik werkte bestond slechts uit 10 mensen en was zeer internationaal. Dit maakte dat ik me al snel thuis voelde en niet alleen iets over de Amerikaanse, maar ook over de Indiase, Franse, Georgische en Puerto Ricaanse cultuur heb opgestoken. De meeste werknemers waren postdocs, die door hun ervaring me erg veel hebben kunnen leren. Daarnaast waren er vele interessante lezingen en symposia. Een absoluut pluspunt aan het lab was het fenomenale uitzicht (ik zat op de 19e etage) over Central Park en Manhattan!

Tot slot Het leven in New York is een onvergetelijke ervaring geweest en mijn stage heeft alles geboden wat ik ervan wilde leren. Inmiddels ben ik weer goed en wel terug in Leiden en in januari ben ik begonnen als AIO bij de onderzoeksgroep Bio-organische Synthese. Ik hoop in mijn project organische synthese te combineren met de farmacologische kennis die ik heb opgedaan. Ik kijk met groot plezier terug op mijn tijd in New York en ik zou iedereen aan willen raden om, als de kans zich voordoet, een stage te doen in het buitenland!

20

Origin - Universiteit Leiden

LIFE naar Californië Nadat een jaar geleden het goede nieuws over waar de LIFE Master reis 2009 heen zou gaan bekend was, waren er veel mensen die zich op allerlei onofficiële manieren aanmeldden, om zeker te weten dat zij mee konden naar de Verenigde Staten. Na 3 dagen was de lijst al zo goed als vol terwijl de reis pas een jaar later plaats zou vinden.

Natuurlijk is de lijst gedurende dat jaar nog wat veranderd, maar uiteindelijk konden zelfs alle mensen die op de reservelijst stonden mee.

DOOR: Paul Spelt en Mia Urem

De commissie had tegen de tijd van inschrijving al veel werk verzet. Het feit dat de Master reis georganiseerd werd door alleen maar oud-bestuursleden heeft er voor gezorgd dat er een zeer solide reis is neergezet. Na de inschrijving voor de Master reis was het een hele tijd stil. Achter de schermen werden echter veel belangrijke dingen geregeld, wat duidelijk werd toen er case studies gedaan moesten worden. Door het doen van een case studie konden de deelnemers voor een wat meer studentikoze vergoeding mee met de reis.

Voorbeelden van opdrachten die gedaan zijn door de deelnemers zijn: het maken van een filmpje over de interactie van een enzym met zijn substraat, er is

onderzoek gedaan naar het maken van ‘groen’ PVC en er is nagedacht over een efficiënter gebruik van de laboratoriumruimte bij Crucell.

Een paar weken voordat we daadwerkelijk op reis gingen, kwamen we voor het eerst met de hele groep samen op de preünie in “De Stal” in Leiden. Tijdens de borrel werden de programmaboekjes uitgedeeld en kreeg iedereen zijn vluchtschema. De vliegreis zelf was door de vliegmaatschappij namelijk behoorlijk door de war gegooid.

Op zaterdagochtend 31 januari verzamelden de deelnemers op Schiphol om het vliegtuig richting Amerika te pakken. Onze eerste stap op Amerikaanse bodem was in Chicago waar we nog net genoeg tijd hadden om buiten even in de sneeuw te spelen! Onze groep is vervolgens doorgevlogen naar Denver en daar snel overgestapt richting San Diego terwijl het andere groepje wat langer moest wachten op Chicago maar dan gelijk door kon vliegen naar San Diego.

In San Diego zijn wij verwelkomd door drie al eerder naar Amerika gevlogen commissieleden, die ons in taxi’s stopten en snel naar het hostel brachten. Na 19 uur reizen waren wij om 8 uur ’s avonds lokale tijd eindelijk in ons hostel in San Diego aangekomen. Na de lange vlucht was iedereen moe, maar dat weerhield

Origin - Universiteit Leiden

21

sommigen er niet van het wilde nachtleven van de stad op te zoeken. De jetlag werd gelukkig verzacht door het heerlijke weer de volgende dag: stralend blauwe lucht en warm genoeg om in een T-shirtje over straat te gaan.

San Diego ligt aan de Californische kust, dicht bij de grens met Mexico. De stad is vooral bekend als industrieel en commercieel centrum en heeft een booming life sciences gebied. Verder is de natuurlijke haven van San Diego een belangrijke uitvalsbasis voor de Amerikaanse marine aan de westkust. Tijdens de vrije tijd gingen groepjes de bekende San Diego Zoo bezoeken, de stad verkennen, de restaurants en cafés van 5th Avenue onveilig maken en ook is er een tocht naar het strand gemaakt om de zon in de oceaan te zien onder gaan.

In San Diego hebben we aan veel bedrijven en organisaties een bezoek gebracht. Dit waren bijvoorbeeld Verenium, Vertex, Invitrogen Life technologies, het Scripps Institute en het Salk Institute. Het feit dat het totaal verschillende bezoeken waren maakte het extra leuk. Invitrogen maakt alledaagse gebruiksvoorwerpen (in de biotechnolgie dan weliswaar) , terwijl Verenenium aan bioethanol werkt en Scripps dan weer als een van de grootste instituten cutting edge biomedisch onderzoek doet. Ook zijn wij naar het Salk Institute geweest, hier wordt interessant onderzoek gedaan naar onder andere unieke zelf ontworpen aminozuren. Het gebouw van het Salk Institute is ook architectonisch erg bijzonder, daarom werd er naast een labtour ook een tour van het complex zelf gegeven. Hierbij kwam de gids er pas na een kwartier achter dat we eigenlijk geen architectuur studenten waren (ze vond het al zo gek dat we al die grote architecten niet kenden).

Na het bezoeken van Biogen Idec, die onder anderen therapieën voor kanker, immunologische en neurologische ziektes ontwikkeld, ging de reis meteen door naar Los Angeles. Het kwam er op neer dat iedereen in zijn pak of nette kleren een uur of 4 in de auto moest zitten, waarbij helaas niemand een voorspoedige reis heeft gehad. Een van de busjes zag een over de kop slaande 4x4 op minder dan een meter voor hun neus voorbij vliegen en tussen de vangrails eindigen. Een andere groep moest eerst terug naar het hotel in San Diego en het derde voertuig kon het

22

Origin - Universiteit Leiden

niet aan om de airco en de verwarming tegelijkertijd op volle sterkte aan te hebben. We stonden vervolgens 25 meter voor het bord met “Los Angeles city limits” zeker een half uur stil voordat we geholpen werden bij het dichtst bijzijnde pompstation te komen waar we vervolgens 2 uur moesten wachten op vervangend vervoer.

In LA aangekomen bleek ons hostel op de Hollywood Boulevard te zitten, nog geen 400 meter bij het begin van de Walk of Fame. Het hostel was opgezet als een typisch Amerikaans motel en was erg geschikt voor studenten. Los Angeles is de grootste stad in Californië en de op één na grootste in de VS. LA staat bekend om de filmindustrie, maar er zijn ook genoeg andere culturele uitstapjes te maken. Zo zijn er bij-

was een heel ander type universiteit, waar we heel interessante onderzoeksgroepen hebben bezocht met het voordeel dat we ook daadwerkelijk zelf mochten spelen met microscopen en zebravis embryo’s.

Ook naar San Francisco zijn we in stijl gereisd, aangezien we ‘s ochtends nog een bedrijf bezochten in LA. Deze reis verliep voorspoedig en we hebben zelfs een tussenstop gemaakt in Santa Barbara, wat we in een uurtje nog even bekeken hebben.

San Francisco staat bekend om zijn 43 heuvels en ouderwetse kabelbanen, die de stad met de haven verbinden en mensen langs de heuvels verplaatsen.

Zo is Fisherman’s Wharf bezocht, vanaf hier zijn de Golden Gate Bridge en Alcatraz te bereiken. Ook de wijngaarden net over de brug bij Nappa Valley waren erg leuk om te bezoeken. Verder is Union Square een belangrijk plein midden in de stad. Om de hoek van deze hotspot zat het hotel, zo centraal dat we de avond dat we aankwamen nog gezellig met zijn allen de kroeg in gedoken zijn.

voorbeeld tripjes gemaakt naar Joshua Tree national park en Santa Monica en Venice Beach.

Onder de bedrijven die we bezocht hebben in LA zijn Amgen en Baxter, maar ook zijn de universiteiten UCLA en Caltech aan gedaan. Amgen is een bedrijf waar therapeutica gemaakt worden en bij Baxter hebben we de grootste fermentors gezien die momenteel gebruikt worden voor productie van medicijnen.

In de onderzoeksgebouwen van UCLA zijn we rondgeleid door een Nederlandse onderzoeker die ook aan de TU in Delft gewerkt heeft. Op de campus was werkelijk alles aanwezig om te kunnen studeren, wat wij gezien hebben met een studente wiens bijbaan groepen rondleiden is. Na afloop zijn we met de UCLA medewerkers gaan eten in de stad. Caltech

Bij San Francisco zijn er een heleboel bedrijven en instanties bezocht, waaronder Agilent, JBEI, Amyris, Genentech, Genencor, EBI, Burrill & Co en TWA. Ook de Stanford en Berkeley universiteiten hebben we gezien. Het was verfrissend eens bij een bedrijf als Burrill & Co langs te gaan, welke als vernture capitalist investeert in jonge bedrijven in de biotechnologie. Verder was het erg interessant om een bedrijf als Genencor te bezoeken. Hier zijn ze met alledaagse producten bezig zoals wasmiddel en veevoer. Verder was het bijzonder om met het TWA te praten, thuis bij de Honorair Consul voor Nederland.

De laatste avond hebben we nog goed gevierd door weer met z’n allen in de kroeg te eindigen, waarna iedereen zijn eigen pad ging. Velen bleven met een groepje in de VS om rond te reizen, familie of vrienden te bezoeken of zelfs een wereldreis voort te zetten.

Origin - Universiteit Leiden

23

Biologen op Ameland Biologen brengen steeds vaker de dag door in een laboratorium of achter een beeldscherm. Een zorgelijke ontwikkeling; Is de geitenwollen sokken dragende bioloog met zijn survival vest en vlindernetje nu zelf het slachtoffer geworden van de meedogenloze selectie die moeder Natuur uitoefent? Niet als het aan excursiecommissie Sacculina van de Leidse Biologen Club ligt; met enige regelmaat organiseert zij uitjes waarbij de innerlijke bioloog losgelaten kan worden tussen de bloemetjes en de beestjes. Onlangs werd Ameland

A

een weekend lang aangewezen als een uitrengebied voor de verstokte natuurwetenschapper.

Al jaren vaart het veerpont “de Oert” zijn vaste route van Holwerd (Friesland) naar het Amelandse haventje om moegestreden forenzen, dagjesmensen en natuurliefhebbers naar het rustieke paradijsje te brengen. Ook voor ons doorkruist de comfortabele veerpont die avond de Waddenzee, en tegen negenen zet hij ons af op het in duister gehulde eiland. Er is op onze aankomst gerekend, want de lokale fietsenverhuurder heeft al enkele tientallen fietsen apart gezet.

Na een kleine fietstocht worden we warm ontvangen in een van de herbergen die het dorpje Buren rijk is.

Hier stelt de begeleider die ons wegwijs gaat maken zich aan ons voor: Joop Marquenie heet hij, een vriendelijke Amelander en NAM medewerker. Onder het genot van een kop thee of koffie, worden we geïntroduceerd in de wereld van gaswinning uit

24

Origin - Universiteit Leiden

de Waddenzee, een controversieel onderwerp dat gedurende het (door Shell gesponsorde) weekend nog vaker gaat terugkomen. Na dit korte onderhoud is er tijd om het café in het naastgelegen Nes te bezoeken.

Dagen op Ameland beginnen met de Leidse Biologen Club om negen uur, een besef dat die zaterdag bij sommigen die het café de vorige dag nog bezochten met enige moeite doordringt. Er staat dan ook een hoop op het programma, te beginnen met een bezoek aan het splinternieuwe natuurcentrum van Ameland waar bezoekers binnenkort kunnen leren over de historie en pracht van Ameland. De expositiestukken waren nog grotendeels ingepakt, maar een andere attractie was speciaal voor ons aangerukt; sprekers van verschillend pluimage waren uitgenodigd om de geologische historie van Ameland uit de doeken te doen, onderzoek naar de gevolgen van gasboringen te presenteren en de werking van de groene buitenverlichting tegen de desoriëntatie van trekvogels te verklaren.

Om deze informatie eens goed te kunnen verwerken, stond vervolgens een wandeling door de duinen op het programma. Minstens zo interessant, zeker onder leiding van Johan Krol, die ons alles kon vertellen over de vorming en het onderhoud van de duinen.

Ook bezienswaardig was de Nassau eendenkooi. Deze werd aangelegd door Amalia van Anhalt-Nassau voor haar zoon. Op ons aandringen werd de werking van deze vanginstallatie tot in detail uitgelegd. De rit terug naar de herberg had hongerig gemaakt. Gelukkig stond weldra een koningsmaal te wachten: zuurkool

en adijvie met worst en draadjesvlees, zoals het hoort op een Nederlands Waddeneiland.

De avond stond geheel in het teken van het eigenaardige groene licht waar Ameland bij nacht in baadt.

Afgelopen middag had was al duidelijk geworden dat trekvogels – die het rode licht in zonlicht gebruiken als kompas – gedesoriënteerd raken door de gebruikelijke witte verlichting op de kust en boorplatformen, waardoor zij nooit hun bestemming bereiken.

In samenwerking met Philips zijn daarom de groene lichten ontwikkeld die Ameland nu sieren. Mooie bijkomstigheid; werknemers op de boorplatformen zeggen prettiger te werken onder groen licht. Er waren twee manieren mogelijk om het groen in actie te zien: een trip terug naar de haven, alwaar herkennings- en behendigheidstests werden gedaan, of een fikse fietstocht naar een gasboringsite, die beloond werd met een surrealistisch panorama; midden in de pikzwarte duinen doemde daar plompverloren het eenzame gebouwencomplex op, omgeven door een geheimzinnige groene gloed.

Beide uitstapjes eindigden enkele uren daarna weer in de (kleine) bewoonde wereld van Ameland, waar de dorst een laatste keer gelest kon worden met de plaatselijke specialiteiten: het Nobelte, een befaamd “waddenlikeurtje”, en het wadwater.

Hoe gezellig de dag ervoor ook eindigde, de zondag was deze keer niet gemaakt voor uitslapen; er diende te worden ingepakt en opgeruimd. Gelukkig betekende dit nog niet het einde van de vakantie. Nadat de herberg smetteloos schoon was achtergelaten, werden de duinen vereerd met een laatste bezoek. Doel was deze keer de zoutsterkte van het grondwater meten op verschillende punten in de duinen. Tot vlakbij het oppervlaktewater bleek het water zoet te zijn. Met de hulp van Joop werd de dynamiek van de duinen en de integratie daarvan in de plannen voor natuurbehoud uitvoerig ontleed. De epische regenbui van die dag pakten we nog net even mee op de tocht naar de boot, wat een aangename tussenstop in het NesCafé in Nes (let op de woordgrap) noodzakelijk maakte.

Weldra was het moment aangekomen om het wad weer achter ons te laten, met de wetenschap dat de maandag het bekende lab- en typewerk zou brengen.

Ameland lachte ons nog een laatste keer toe…leek ons sterkte te wensen met een schitterende zonsondergang.

Carlos de Lannoy

Origin - Universiteit Leiden

25

De week van...

Wouter Roorda Hoi! Ik ben Wouter Roorda, vijfdejaars scheikunde student. Ik zit momenteel halverwege mijn dubbele master Design & Synthesis en Science Based Business. Ik heb voor twee masters gekozen vanwege mijn interesse in zowel de business kant en het omgaan met mensen, en aan de andere kant het doen van onderzoek en

Ik ben geboren en getogen in het pittoreske Noordwijk, vermaard om het uitgaansleven en uitgestrekte strand. Tegenwoordig ben ik woonachtig in Oegstgeest, op geringe afstand van het Gorlaeus Laboratorium.

behalen van resultaten. Tevens heb ik nog een jaar bestuur gedaan bij het Chemisch Dispuut Leiden als quaestor (penningmeester). Mijn hoop is om eind volgend jaar af te studeren.

Mijn grote hobby betreft film, wat zich uit in een overdadige filmcollectie en talloze bioscoopbezoeken.

Verder hou ik erg van koken en heb sinds kort een passie voor (rode) wijn. Hieronder zal ik een beknopte schets geven van hoe een week van een masterstudent scheikunde eruitziet.

Maandag Mijn dag begint tegenwoordig rond de klok van 9 uur. Ook vandaag stap ik op dit tijdstip het anorganische lab op de vijfde verdieping binnen, waar ik na het ontdoen van mijn jas op de vriezer afstap om naarstig op zoek te gaan naar dat stofje wat ik daar vrijdag heb achtergelaten in de hoop op kristallisatie.

Deze morgen blijken de goden mij gunstig gezind, met een brede grijns staar ik naar de witte naalden die zijn ontstaan.

Het onderwerp van mijn stage is luminescentie. Ik probeer luminescente Europium en Terbium complexen te synthetiseren. Er is gebleken dat bepaalde organische liganden als â&#x20AC;&#x153;antenneâ&#x20AC;? kunnen dienen voor licht, en deze zeer effectief door kunnen geven aan het metaal, in dit geval het Europium of het Terbium. Mijn taak is nu om nieuwe liganden te vinden met deze eigenschap. Toepassingen kunnen bijvoorbeeld de LED-industrie of bio-markers betreffen.

Na vandaag weer twee nieuwe liganden te hebben gesynthetiseerd en gekarakteriseerd, vertrek ik rond 17 uur naar huis. Hier kleedt ik mij snel om, om een luttel kwartier later op de tennisbaan van het USC te

26

Origin - Universiteit Leiden

staan. Hier tennis ik wekelijks met enkele vrienden van de studie. Zelfs bij barre weersomstandigheden en snijdende kou, zijn wij steevast te vinden op baan 5.

Om half 7 eet ik een hapje, een uurtje later vertrek ik richting de schaakclub ‘Philidor’, waar ik sinds september lid ben. Hier schaak ik elke maandagavond voor de competitie een partij die maximaal 4 uur duurt. Tevens ben ik tijdelijk de wedstrijdleider, wat betekent dat ik voor de indeling, uitslagverwerking en standen zorg. Deze prachtsport wordt naar de mening van velen louter beoefend door nerds. Echter, niets blijkt minder waar. De mensen op de club zijn erg sociaal. Na een verliespartij en enkele biertjes geïncasseerd te hebben, vertrek ik rond half 1 richting huis, waar ik meteen naar bed ga.

Dinsdag Wederom lonkt voor mij een stagedag. Ik begin vandaag rond half 9 zodat ik iets eerder kan vetrekken.

De vakgroep CBAC waar ik stage loop is vanwege de goede sfeer, begeleiding en diversiteit van zijn onderwerpen zeer populair bij studenten. Er lopen dan momenteel ook diverse bachelorstudenten rond van Scheikunde en MST. Ik deel de labzaal met Erica, een studente uit mijn jaar. Dit zorgt ervoor dat er naast het harde werken genoeg ruimte is voor plezier.

Tevens kunnen studenten van elkaar leren, omdat de een meer ervaring heeft dan de ander.

Om 16:00 uur is de algemene ledenvergadering van het CDL. Het is logisch dat ik hier als oud-quaestor aanwezig ben. Voor mij is dit een mooi moment om bijgepraat te worden over de stand van zaken bij verscheidene commissies, en de activiteiten die nog gaan komen in de nabije toekomst.

Na het eten, vertrek ik richting Den Haag. Wekelijks bezoek ik met wat scheiko’s en huisgenoten de Pathe bioscoop voor een filmbezoek. Vandaag staan er twee films op het programma. Zoals altijd is een hiervan de Sneak Preview: de vertoning van een film die op dat moment nog niet uit is. Het vaak overenthousiaste publiek bij de Sneak Preview zorgt ervoor dat zelfs matige grappen zich soms ontpoppen tot heuse dijenkletsers, puur door de reactie van het publiek.

Woensdag Ik begin de dag met een college van professor Koper voor het vak Electrochemistry & Bio-Electrochemistry (EBE). Vandaag wordt er ter inleiding gekeken naar hoe fysische processen beschreven kunnen worden als we een stroom laten lopen door een elektrochemische cel. Ondanks dat fysische chemie niet mijn sterkste punt is, is dit college zeer goed te volgen door de duidelijke manier van doceren. ‘s Middags ga ik wederom naar stage. ‘s Avonds eet ik bij een vriendin van de studie LST. Na een avondje gezellig voor de buis hangen en kletsen vertrek ik weer richting Oegstgeest.

Donderdag Vandaag volg ik naast mijn stage zelfs twee colleges.

De eerste betreft het college Xenobiotica van professor van der Gen. Deze gepensioneerde professor komt nog altijd jaarlijks terug omdat hij lesgeven zo leuk vindt. Dit is duidelijk af te zien, geanimeerd vertelt hij over xenobiotica; welke organische stoffen zijn slecht voor je lichaam en vooral waarom zijn deze stoffen zo slecht. Vaak komt dit doordat het lichaam enzymen heeft die bepaalde oxidaties of reducties uitvoeren, waardoor het molecuul onschadelijk of juist schadelijk wordt. Naast het kijken naar organische chemie, wordt dus ook geschetst waar

Origin - Universiteit Leiden

27

deze processen in het lichaam geschieden. Zeer interessant! Terug op het lab kijk ik verschrikt naar mijn fles methanol en besluit terugdenkend aan het college snel tot het aantrekken van handschoenen.

Na de lunch meteen een volgend college. Ditmaal betreft het RNA and the Regulation of Gene Expression.

Dit is een college dat wordt gegeven door de heer Olsthoorn en enkele andere gastdocenten. Ditmaal behandelen we verschillende manieren waarop baseparen interactie met elkaar hebben en vooral welke gevolgen dit heeft voor de expressie van een bepaald gen. Tevens worden gekeken naar ‘loops’ in het RNA, ook deze hebben belangrijke structurele en functionele implicaties. ‘s Avonds is er een feestje in de ‘Hut van Ome Henne’ van de studieverenigingen LIFE en CDL. Dit soort kleine feestjes zijn altijd erg gezellig vanwege het feit dat iedereen elkaar kent. Ik feest dan ook tot in de late uurtjes door. Na het helpen met opruimen van de versiering, val ik iets later dan gepland in slaap.

Vrijdag Ietwat vermoeid kom ik op stage, waar ik enkele proefjes inzet en wat metingen doe aan de luminescentie van eerder gemaakte complexen. Verder noteer ik overzichtelijk wat deze week allemaal is gedaan en ruim ik de onvermijdelijke rotzooi op mijn werkbank en in mijn zuurkast op. Naarmate de middag vordert begin ik mij steeds meer te verheugen, omdat vanavond het Bètagala plaats vindt! Om 18 uur vertrek ik met date richting een restaurantje waar we met een man of 10 dineren voordat we naar de galalocatie in Stompwijk gaan.

Ondanks dat het al de derde keer is dat het gala hier plaats vindt, blijkt het toch weer een heel gezellige avond! De band is wat gelukkiger gekozen dan vorig jaar en slaagt er duidelijk in het publiek te amuseren en al snel gaan de voetjes dan ook letterlijk van de vloer. Na een zeer leuke avond vol onbeperkt drinken en feesten voor een vriendenprijsje gaan we met zijn allen (sommige met sterke verhalen door de alcohol, anderen al diep in slaap) in de bus terug naar Leiden Centraal. Netjes breng ik mijn date thuis en neem op een gepaste manier afscheid. Moe maar voldaan val ik in slaap.

Zaterdag In het weekend houd ik mij vooral bezig met het geven van bijles. Dit is een activiteit waarmee ik pas enkele maanden ben begonnen. Ik begon hiermee met de intentie om enkele uren per week bijles te geven. Echter, door de extreem grote vraag, zijn dit tegenwoordig al gauw meer dan tien uur per week. In het weekend heb ik dus niet meer veel tijd over om te relaxen. Een groot voordeel is natuurlijk wel dat het geven van bijles mij financieel geen windeieren zal leggen.

Om half tien is al mijn eerste bijles, wat gezien de tijd dat ik gisteren sliep aan de vroege kant is. Echter, na een verse pot thee ga ik er tegenaan. ‘s Middags haal ik mijn slaap in en‘s avonds geef ik nog enkele bijlessen.

Zondag Zondag is de dag waarop ik normaal gesproken het minste doe. Over het algemeen ruim ik dan een beetje op en doe de was. In de middag ga ik met een vriendin naar de stad waar we luxe lunchen en onze garderobe aanvullen met nieuwe aanwinsten. ‘s Avonds staan er weer enkele bijlessen op het programma. Dit keer ga ik naar de klant toe. Dit is vaak erg leuk, je leert dan de ouders van de scholier een stuk beter kennen en je kunt bespreken waar de knelpunten en positieve punten liggen. Verder, draagt bijles geven erg bij aan het ontwikkelen van didactische vaardigheden, die altijd welkom zijn.

Ik hoop een leuke impressie te hebben gegeven over hoe mijn week er ongeveer uitziet!

Groetjes, Wouter

28

Origin - Universiteit Leiden

123e Dies Natalis der L.P.S.V. „Aesculapius” Op zondag 16 november 2008 was officieel de 123e verjaardag van „Aesculapius” en dat is uiteraard gevierd door de leden van de studie Bio-Farmaceutische Wetenschappen. Bestuur ‘Zwaanzinnig’ had iedereen uitgenodigd om op het hok champagne te proosten met lekkere hapjes erbij. Maar de Dies van ¬„Aesculapius” werd pas echt gevierd in de week voor kerst. 123 jaar worden is natuurlijk reden om flink uit te pakken en dan is het natuurlijk prettig dat er een vakantie van twee weken achteraan komt om bij te komen.

Dinsdag 16 december:

Woensdag 17 december:

De week begon met de receptie waarbij besturen van andere studie/studenten verenigingen en de leden langs konden komen om het bestuur te feliciteren met de verjaardag. Ook de ereleden van „Aesculapius” zijn uitgenodigd en ieder jaar zijn er wel een aantal van de partij. Sinds een aantal jaar wordt de receptie gehouden op de societeit van Quintus, omdat deze gewend zijn aan grote groepen studenten en ook dit jaar openden zij de deuren voor onze activiteit. De receptie is het zwaarste onderdeel voor het bestuur zelf, aangezien ze op zo’n avond aardig wat traditionele jonge jenever drinken. De receptie was enorm druk en gelukkig waren er genoeg versnaperingen om iedereen tevreden te houden en zo is het een mooie herinnering geworden als begin van deze dies-week.

Na een gezellige receptie was de week echt begonnen met de aftrap van het wetenschappelijke symposium.

Erelid professor Mulder, dagvoorzitter van het symposium, heeft ervoor gezorgd dat er een erg interessant symposium is opgezet met een aantal gerenommeerde sprekers op het gebied van de Toxicologie.

Professor Mulder begon de dag met een introductie van het symposium waarbij de vier sprekers werden voorgesteld. Daarna trapte professor Leufkens, o.a. voorzitter van de Dutch Medicines Eva¬luation Board (MEB) de dag af met een presentatie over het signaleren van toxiciteit en de bijwerkingen bij postmarketing surveilance. Vervolgens vertelde professor Nortier, hoofd afdeling Klinische Oncologie in het LUMC, over de bijwerkingen van cytostatica in relatie tot de safety/efficacy. Na de lunch werd het symposium vervolgd door professor de Boer, o.a. hoofd van het departement Farmaceutische Wetenschappen in Utrecht, met een presentatie over VIOXX, een zeer bekend voorbeeld uit de praktijk van toxiciteit van geneesmiddelen die al op de markt zijn gebracht. Als afsluiter van de dag werd het onderwerp ‘Geneesmiddelen en zwangerschap’ aangehaald door professor Peters, o.a. lid van de eerste kamer voor de SP. Na een erg interessante dag kon er ook nog nagepraat worden op de borrel.

123

e

Origin - Universiteit Leiden

29

’s Avonds was het alweer tijd voor de volgende activiteit, het themafeestje ‘Intoxicated’.

In de Hut van Ome Henne werd het feestje gehouden en sommige mensen hadden zich goed aan het thema gehouden. Zo was er een Amy Winehouse te bekennen en waren er een aantal injectiespuiten ontvreemd van het lab (ongevuld uiteraard). Zeker na een lange symposiumdag was er reden te over om een gezellig feestje te houden.

Donderdag 18 december: Na een avondje toxiciteit was het tijd voor de sportactiviteit. In het Universitair Sportcentrum werd een Tai Chi workshop gegeven om goed tot rust te komen en te detoxen voor de rest van de week.

Na Tai Chi was er wat vrije tijd en tijd om even te gaan lunchen en daarna vertrokken we naar Utrecht om op de Oude Gracht een stadskasteel te bezoeken.

In dit stadskasteel kregen we een rondleiding door het gebouw en de bierbrouwerij. Na de rondleiding konden we een huisgebrouwen biertje proeven met een aantal hapjes erbij.

Vrijdag 19 december: Vrijdagochtend was het tijd voor een van de belangrijkste activiteiten van de hele week, de excursie naar het Nederlands Kanker Instituut. Door de enorme hoeveelheid aanmeldingen moest er een selectieprocedure plaatsvinden voor deze activiteit. Aangezien deze activiteit normaal voor 2e jaars wordt georganiseerd, kregen deze ook voorrang, maar zelfs toen moest nog gelden: vol=vol. De selecte groep arri-

30

Origin - Universiteit Leiden

veerde in het Slotervaart Ziekenhuis in Amsterdam, waar het NKI is gevestigd en na een inleiding over het Instituut kregen we rondleidingen over verschillende afdelingen. Zo hebben we de Robotics afdeling kunnen zien, de afdeling van Small Molecule Screening & Drug Development, Multidrug Resistance en we zagen hoe de proefdierverblijven daar waren opgezet.

Een aantal master-studenten van BFW lopen stage op het NKI, dus het was erg interessant om een instituut te bezoeken waar we later misschien wel aan het werk kunnen. We zijn daar erg gastvrij ontvangen en er werd uitgebreid de tijd genomen om ons het gebouw te laten zien, dus al met al was het een erg geslaagde dag.

Niet snel na de excursie was het tijd voor het kopstuk van de week: het eindgala. Er was gekozen voor een locatie in het centrum van Leiden, zodat we niet ver hoefden te reizen. In het Koetshuis ‘de Burcht’ werd zowel het diner als het feest gehouden, aangezien na het diner de tafels opgeruimd werden en er een dansvloer tevoorschijn kwam. Het eten was verrukkelijk en er was bovendien de mogelijkheid om op de foto te worden gezet door de galafotograaf. Het feest ging door tot in de kleine uurtjes, maar het was vrijdag dus iedereen kon de dag erna heerlijk uitrusten van deze erg leuke week. Ik heb er zelf erg van genoten om het te mogen organiseren met mijn commissie en we kunnen terugkijken op een erg geslaagde dies.

Maaike Labots h.t. praeses Diescommissie ‘Toxic’

Agenda Donderdag 12 maart t/m vrijdag 29 mei

Maandag 18 mei

Tentoonstelling “Illustreren voor Botanisch Onderzoek” Tentoonstelling van het atelier van het Nationaal Herbarium Nederland.

Locatie: Gorlaeus Laboratorium.

Oratie prof. Herman van Vlijmen

Vrijdag 12 juni Wetenschapscongres voor scholieren Teams van scholieren presenteren hun profielwerkstukken.

Vrijdag 17 april Open Dag (Gorlaeus Laboratorium) Kijk voor meer informatie op www.studereninleiden.nl.

Vrijdag 19 juni Last Minute Leiden Kijk voor meer informatie op www.studereninleiden.nl.

Agenda

Donderdag 23 april

Masterdag Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen Kijk voor meer informatie op www.mastersinleiden.nl.

Promoties Woensdag 14 januari, 11.15 uur

Woensdag 16 april, 16.15 uur

Promotie: Hr. J. Soltani Titel: Host genes involved in

Agrobacterium-mediated transformation Promotor: Prof.Dr. P.J.J. Hooykaas

Promotie: Hr. H. Nikolov Titel: Automated Mapping of Applications

to Multiprocessor Embedded Systems Promotor: Prof. Dr. E.F. Deprettere

Woensdag 1 april, 15.00 uur

Donderdag 22 april, 16.15 uur

Promotie: Titel:

Promotor:

Promotie: mw. L.H. Heitman Titel: Allosteric Modulation of ‘Reproductive’

GPCRs Promotor: Prof.Dr. A.P. IJzerman

Hr. I. Abdel-Farid Ali Metabolomic changes of Brassica rapa under biotic stress Prof. Dr. R. Verpoorte

Woensdag 1 april, 16.15 uur

Donderdag 23 april, 15.00 uur

Promotie: Mw. K.K. Paspaleva Titel: Structure and function of the UVDE

repair protein Promotor: Prof. Dr. J.P. Abrahams

Promotie: Hr. D.J.P. Lommen Titel: The first steps of planet formation Promotor: Prof.Dr. E. van Dishoeck

Woensdag 8 april, 15.00 uur

Voor meer promoties, kijk op: www.promoveren.leidenuniv.nl

Promoties

Promotie: Hr. H. van Sam Titel: Uses and conservation of plant diversity

in Ben En National Park, Vietnam Promotor: Prof. Dr. P. Baas

Origin - Universiteit Leiden

31

Faculty of Science

Sylvius-gebouw

Nieuwe huisvesting voor Biologie Het Instituut Biologie Leiden is gehuisvest in verschillende gebouwen in Leiden. Daar gaat in 2009 verandering in komen want dan zal het IBL het gerenoveerde Sylvius-gebouw aan de Wassenaarseweg betrekken. Daarmee komen alle medewerkers en studenten van het IBL samen te werken op een locatie.

Momenteel wordt hard gewerkt om het ontwerp van Hoek & de Wit Architecten uit Delft voor het Sylvius gestalte te geven.

Als alles volgens plan verloopt, zal het collegejaar 2009 - 2010 van start kunnen gaan op de nieuwe locatie.

Het Sylvius wordt voorzien van een aantal collegeruimtes met moderne faciliteiten voor het onderwijs. Ook de labzalen worden voorzien van nieuwe labtafels, zuurkasten en wat verder nodig is voor het gevarieerde onderzoek op het gebied van lifesciences en biodiversiteit te faciliteren.

Met de verhuizing naar het Sylvius komt het IBL in het hart van het BioSciencepark Leiden te zitten en op loopafstand van het Gorlaeus complex waar onderzoekers van het IBL samenwerken met andere instituten in het Cell Observatory.

In 2009 kunnen medewerkers en studenten samen in het Sylviusgebouw werken om van Leiden de biodiversiteitsstad van Nederland te maken.

www.science.leidenuniv.nl

Universiteit Leiden. Universiteit om te ontdekken.