“Mijn onderzoek moet relevant zijn voor de wetenschap”

WOUT BOERJAN

Waarom bent u wetenschapper geworden?

“Ik ben van kleins af aan geboeid door het leven. Als tiener deed ik niets liever dan met mijn microscoop naar het leven in een waterdruppel te kijken of naar beerdiertjes in mos. Ik wou biologie studeren om te weten hoe het leven werkt. Na mijn doctoraat kreeg ik de mogelijkheid een onderzoeksgroep over bomen uit te bouwen. Daaruit is mijn onderzoeksgroep Bio-energie en Bio-aromaten gevloeid.”

Uw onderzoeksgroep wil de overgang van een op fossiele brandstoffen gebaseerde economie naar een bio-gebaseerde economie vergemakkelijken. Hoe doen jullie dat concreet?

“Europa wil klimaatneutraal worden tegen 2050 en meer inzetten op hernieuwbare grondstoffen zoals biomassa. Uit biomassa kan je bijvoorbeeld biobrandstoffen maken, zoals ethanol. Bij de verbranding van ethanol komt ongeveer evenveel CO2 vrij als de planten tijdens hun groei hebben opgenomen."

Ethanol maken uit biomassa is echter duur en belastend voor het milieu. Het versnipperde hout wordt op een hoge temperatuur en met chemicaliën behandeld om de lignine af te breken. Lignine of houtstof zit in de celwand van verschillende plantaardige cellen. Het belemmert de enzymen die de cellulose, een meervoudige suiker, omzetten tot glucose, een enkelvoudige suiker. Het is die glucose die na vergisting omgezet wordt in ethanol. Maar glucose kan door micro-organismen ook omgezet worden tot bioplastic of detergenten enzovoort. Onze groep aan de VIB-UGent onderzoekt hoe we planten kunnen maken met minder lignine, waardoor er minder chemicaliën en minder energie nodig zijn in het productieproces van die waardevolle glucose.”

Onderzoek naar lignine

“Ons lignine-onderzoek is ook nuttig voor andere duurzame toepassingen. Aanvankelijk wilden we de vervuilende papierindustrie aanpakken. Om van hout papier te maken, moet de lignine eruit worden gehaald door houtspaanders te koken in chemische oplossingen bij hoge temperaturen. Als je hout gebruikt van bomen die minder lignine produceren, zijn er minder chemicaliën en energie nodig voor het productieproces. Een ander voorbeeld is de veeteelt. Voedergewassen die minder lignine bevatten, worden makkelijker verteerd, waardoor er meer vlees en melk wordt geproduceerd met eenzelfde hoeveelheid voeder. We onderzoeken hoe we lignine kunnen aanpassen zodat het gemakkelijker omgezet kan worden in bio-aromaten, die aromaten op basis van olie kunnen vervangen als bouwblok voor de chemische industrie.”

Hoe pakt u uw lignine-onderzoek precies aan?

“We concentreren ons op populier en het voedergewas maïs. Via genetische modificatie schakelen we bepaalde genen die van belang zijn voor de aanmaak van lignine uit. Vaak daalt de aanwezige hoeveelheid lignine daarmee met 10 à 20 procent. Vervolgens testen we of de gemodificeerde planten effectief gemakkelijker glucose vrijstellen na enzymatische behandeling. Voor genetisch onderzoek is populier het modelsysteem voor bomen, zoals de fruitvlieg dat is voor insecten en de muis voor de mens. Het is een snel groeiende boomsoort die je makkelijk kan vermeerderen via stekken en die gemakkelijk genetisch te modificeren is. Je boekt er dus snel resultaten mee.”

U combineert uw fundamenteel onderzoek met veldwerk.

“We laten onze populieren altijd eerst groeien in een serre. Als onze experimenten aangeven dat de biomassa met minder lignine effectief beter verwerkt kan worden - en als we de nodige toelatingen hebben gekregen - trekken we naar buiten. Enkel door veldonderzoek kunnen we definitief bepalen of de boom ook in natuurlijke groeiomstandigheden hout oplevert dat beter verwerkbaar is. In de serre staan de populieren in een bloempot, beschut en continu onder belichting. Ze groeien er kaarsrecht omhoog en maken een dunne stam. Maar in het veld is het houtvormingsproces helemaal anders. Daar wordt de stam dikker en stopt de groei in de herfst en winter. Het is het hout dat geoogst wordt in de winter dat beter verwerkbaar moet zijn.”

Nauw opvolgen van gemodificeerde bomen

“Voor de groei en sterkte van de boom is lignine essentieel. Het zorgt voor stevigheid, vormt een beschermende barrière tegen insecten, schimmels en ziektekiemen en maakt het transportweefsel in de plant waterdicht, waardoor water probleemloos van wortel naar kruin kan reizen. Het is dus belangrijk om na te gaan of de gemodificeerde bomen nog goed groeien en bestand zijn tegen ziektes.”

“Als ook de resultaten van de veldproef positief zijn, worden bedrijven enthousiast. Ze kunnen vervolgens een licentie nemen op het patent en aan de slag gaan met hun eigen boomvariëteiten of commerciële gewassen. Het geld dat het VIB daarvoor krijgt, wordt opnieuw geïnjecteerd in basisonderzoek.”

This video has been disabled until you accept marketing cookies.Manage your preferences here or directly accept targeting cookies

“Een internationaal netwerk brengt expertise bij elkaar, geeft je toegang tot technologieën die je zelf niet in huis hebt en laat onder­zoekers samen tot innovatieve ideeën komen”

Wat zou u in de toekomst nog graag onderzoeken?

“Je kan biomassa niet alleen beter verwerkbaar of verteerbaar maken door het ligninegehalte te doen dalen; een andere mogelijkheid is de structuur van lignine te wijzigen zodat die makkelijker afbreekbaar wordt. Die optie willen we verder onderzoeken. Lignine bestaat uit drie belangrijke bouwblokken. We hebben de plant al een extra bouwblok kunnen laten maken door genen uit andere plantensoorten te introduceren. Het resultaat is een nieuwe molecule die geïncorporeerd wordt in het ligninepolymeer en die de lignine eenvoudig afbreekbaar maakt bij een mildere chemische behandeling.”

CRISPR-Cas

“Er zijn nog heel wat genen waarvan we vermoeden dat ze een rol spelen bij de lignineafzetting. Daarvan willen we ook de functies ontrafelen. CRISPR-Cas is een nieuwe technologie die ons daarbij kan helpen. Het laat toe om heel gericht kleine wijzigingen, mutaties dus, aan te brengen in een gen. Zulke mutaties zijn niet te onderscheiden van mutaties die spontaan door de natuur worden gemaakt. CRISPR-Cas laat niet alleen toe om een gen uit te schakelen, maar ook om de activiteit ervan subtiel aan te passen. Dat opent heel wat mogelijkheden voor toepassingen.”

“Onderzoek moet vernieuwend zijn en een antwoord bieden op maatschappelijke vraagstukken”

Wat is voor u een goed onderzoeker?

“Onderzoek moet in eerste instantie vernieuwend zijn. Een wetenschapper hoort aan sterk onderbouwd onderzoek te doen en moet dat gepubliceerd krijgen in gerespecteerde tijdschriften. Dat maakt je onderzoek geloofwaardig en laat andere onderzoekers toe om erop voort te bouwen. Het is ook belangrijk om een internationaal netwerk uit te bouwen en te spreken op internationale congressen. Alleen zo zie je wat er in de wereld gebeurt en kan je contacten leggen met andere interessante onderzoeksgroepen. Tegelijk word je sneller uitgenodigd om mee te werken aan internationale onderzoeksprojecten. Zo’n netwerk brengt expertise bij elkaar, geeft je toegang tot technologieën die je zelf niet in huis hebt en laat onderzoekers samen tot innovatieve ideeën komen.”

“Daarnaast vind ik het belangrijk om onderzoek te doen dat een antwoord kan bieden op prangende maatschappelijke vraagstukken. De klimaat­verandering staat hoog op de prioriteitenlijst, want die zal op lange termijn erg zware gevolgen hebben. Het Centrum voor Planten Systeembiologie wil de komende jaren vooral op klimaatgerelateerde onder­zoeksprojecten werken, zoals onderzoek naar planten met meer droogtetolerantie. Ik vind het belangrijk dat mijn onderzoek resulteert in concrete industriële toepassingen die het milieu - en de samenleving - ten goede komen.”

Communiceert u dan ook over uw onderzoek naar het grote publiek?

“Zeker. Door te laten zien waarmee we bezig zijn, wekken we vertrouwen op. En door al in de onderzoeksfase te communiceren, bereiden we de mensen voor op toekomstige toepassingen. Zo groeit het gedachtegoed mee. Ik heb ooit een lezing gegeven voor een grote groep mensen die sceptisch stonden tegenover genetisch gemodificeerde organismen. Door hun vragen te beantwoorden, zagen ze in dat er ook grote voordelen aan verbonden zijn. Neem bijvoorbeeld gouden rijst, een nieuw rijstras dat met behulp van genetische modificatie is gemaakt. Die rijst maakt vitamine A aan om kinderen te helpen die aan een vitamine A-tekort lijden en daardoor blind dreigen te worden.”

Hoe blij bent u met deze Excellentieprijs?

“Het is geweldig om waardering te krijgen van een internationale jury. Een onderzoekscarrière uitbouwen vergt een serieuze inspanning, die nu wordt beloond. Deze prijs draagt ook bij aan de uitstraling van het onderwerp naar het grote publiek en zet ons onderzoek in de kijker binnen de academische en industriële wereld. Het opent deuren naar nieuwe samenwerkingen, nieuwe financiering ... Deze prijs is meteen een erkenning voor mijn hele onderzoeksgroep en bewijst dat we waardevol onderzoek doen.”