Jarenlang vroeg de Hongaarse biochemicus Katalin Karikó zich af of ze met mRNA ziektes zou kunnen behandelen of voorkomen. Bijna niemand had vertrouwen in haar onderzoek: ze kwam moeilijk aan financiering, en zelfs haar eigen collega’s waren sceptisch over haar werk. Maar eigenwijs als ze was, zette ze door. Inmiddels staat haar onderzoek aan de basis van het coronavaccin.
‘Dat laat zien hoe belangrijk fundamenteel onderzoek is’, zegt de Groningse scheikundige en Nobelprijswinnaar Ben Feringa (70). ‘Veel mensen zijn sceptisch dat mRNA-vaccins zo snel zijn ontwikkeld. Maar die technologie werd al sinds de jaren tachtig onderzocht. Toen had niemand daar vertrouwen in, maar één onderzoekster was eigenwijs genoeg om ermee door te gaan. Na 35 jaar hadden we de technologie om het vaccin in één jaar te ontwikkelen.’
Zelf wijdde Feringa zijn carrière aan zogeheten moleculaire motoren. Hij bouwde bestuurbare moleculen die onder invloed van licht kunnen draaien. Ook dat is een ontdekking die op eerste gezicht weinig nut lijkt te hebben, maar – net als het werk van Karikó – in de toekomst tot een revolutie binnen het vakgebied zou kunnen leiden.
Hij won er in 2016 de Nobelprijs voor Scheikunde mee, samen met twee buitenlandse collega’s. Maandag spreekt hij op het Gala van Wetenschap en Samenleving over het belang van fundamentele wetenschap.
Waar kwam het idee voor een moleculaire motor vandaan?
‘Met scheikunde kun je je eigen moleculaire wereld bouwen, dat heeft mij altijd enorm aangesproken. Ik had een ongelofelijk inspirerende docent voor natuur- en scheikunde op de middelbare school, meneer Op de Weegh. Hij deed experimenten en proefjes tijdens, maar ook ná de les. Die vond ik erg leuk. Dankzij hem ben ik in Groningen scheikunde gaan studeren.
‘Mijn mentor was professor Hans Wijnberg. Hij had in Amerika gewerkt aan een prestigieuze universiteit. We keken allemaal naar hem op. Op een gegeven moment had ik in het lab een eigen molecuul gemaakt. Volgens Wijnberg had niemand dat molecuul ooit eerder gemaakt, ook niet in Amerika. Het was een nutteloos molecuul, maar ik was zo trots.
‘Na mijn studie heb ik een paar jaar bij Shell gewerkt, daarna ben ik teruggekeerd naar Groningen. We wilden een molecuul ontwikkelen dat heen en weer kon gaan, als een schakelaar die we aan en uit konden zetten door er licht op te schijnen. Daarvoor moest een deel van het molecuul een halve draai om zijn as maken. Toen vroegen we ons af: wat als we die schakelaar door laten draaien? Dat lukte ons, en zo kregen we een motor.’
Waarvoor wilden jullie die gebruiken?
‘Dat wisten we nog niet. Het idee voor de schakelaar kwam voort uit een fundamenteel principe: we wilden synthetisch namaken wat in onze ogen gebeurt. Die moleculen kunnen onder invloed van licht heen en weer schakelen, open en dicht: aan en uit, eentjes en nulletjes.
‘Dat konden we breder trekken. Alle levende organismen doen aan gecontroleerde bewegingen: denk aan mensen die lopen, of spieren die zich aanspannen. Dat komt door kleine motortjes in ons lichaam. De natuur heeft die gemaakt, en de vraag was: kunnen wij die beweging nabootsen?
‘Moleculen bewegen sowieso vanzelf op een heel willekeurige manier, het is ontzettend lastig om daar controle over te krijgen. Dat was een enorme uitdaging, vandaar dat het nooit eerder was gedaan. Maar dat is ons uiteindelijk gelukt. Pas daarna zijn we gaan kijken naar toepassingen.’
Hoe was het om de Nobelprijs te winnen?
‘Dat is wel de droom van elke wetenschapper. Toen ik gebeld werd, kwam dat als een enorme verrassing. Dat bedenk je niet zomaar, het is fantastisch. En dat lukte mij aan de universiteit in Groningen, die wellicht niet hetzelfde aanzien heeft als Amerikaanse en Britse top-universiteiten.
‘Het was wel het resultaat van tientallen jaren werk waaraan heel veel promovendi en studenten hebben bijgedragen. In mijn onderzoeksgroep alleen al zaten twintig tot veertig man tegelijk. Dit was met één of twee nooit gelukt.’
Is dat ook de reden waarom u zich vaak hard maakt voor fundamenteel onderzoek?
‘Daarmee verleggen we onze grenzen. We komen zo tot onverwachte invalshoeken en nieuwe ontdekkingen. Neem de smartphone. Die bestaat nog maar veertien jaar, besef je hoe kort dat is? Maar er zitten allerlei onderdelen in die al veel langer bestaan. De transistor en het lcd-scherm zijn rond 1950 uitgevonden, de lithiumbatterij rond 1980. De ontdekkers daarvan hadden echt niet bedacht dat we daarmee een smartphone zouden maken.
‘Naast mRNA-vaccins van Karikó zijn er nog tal van andere voorbeelden uit de geneeskunde, van de behandeling van kanker tot Alzheimer. Als je dat uitlegt, begrijpen mensen beter waarom fundamenteel onderzoek zo belangrijk is.’
Wat als dat vaccin niets was geworden?
‘Je neemt met fundamenteel onderzoek een groot risico. Dat is niet zo gek: als je je op onbekend terrein begeeft, verdwaal je vaak. Je weet nog zo weinig, dat je vaak niet weet welke vragen je moet stellen. Maar wetenschappers moeten de gelegenheid krijgen om te verdwalen. Soms kom je doodlopende wegen tegen, maar soms kom je tot heel verrassende inzichten. Geef onderzoekers de vrijheid om echte ontdekkingen te doen.’
Hoe kijkt de samenleving tegen fundamenteel onderzoek aan?
‘Die heeft er te weinig aandacht voor. Al jaren draag ik uit hoe belangrijk fundamenteel onderzoek is. Chemie is een grote industriële pijler: het speelt een rol bij recyclen, energieopslag, of het maken van producten die we in het dagelijks leven gebruiken. Nu we overstappen op een duurzame samenleving, moeten we eigenlijk een flink deel van die industrieën opnieuw uitvinden.
‘Het gaat niet alleen om nieuwe toepassingen, maar om een geheel nieuwe manier van denken. Natuurlijk moeten we bestaande uitvindingen ook blijven innoveren en verbeteren. Maar om die transitie voor elkaar te krijgen, moeten we onze grenzen verleggen.’
Helpt het dat de nieuwe minister van Onderwijs, Robbert Dijkgraaf, zelf een wetenschapper is?
‘Dat is fantastisch. Hij begrijpt ons tenminste.’
Hoe kom je uiteindelijk tot een toepassing?
‘De eerste stap is om je ontdekking af te bakenen en te kijken wat je ermee kan doen. Daar moet je veel fundamenteel onderzoek voor doen. Als je bijvoorbeeld een nieuw materiaal hebt ontdekt, moet je uitzoeken hoe je het kunt maken, of hoe sterk het is. Daarna kun je een product gaan ontwikkelen. Daarvoor heb je een heel innovatietraject nodig. Academici kunnen dat niet zelf; daarvoor moet je samenwerken met een bedrijf of een startup.’
Wat voor toepassingen hebben uw ideeën?
‘We hebben er een paar bedacht: we kunnen moleculaire motoren verwerken in materialen die zichzelf kunnen repareren of schoonmaken. Maar we zouden ze ook kunnen gebruiken voor de zachte robotica. Dat zijn flexibele robots die veiliger en efficiënter met mensen kunnen omgaan. Voor die schakelaar hadden we gedacht aan informatie-opslag. Door meerdere schakelaars te gebruiken en allemaal aan en uit te zetten, zouden we allerlei gegevens kunnen opslaan. Die gebruiken eentjes en nulletjes, net als computers, maar zijn nog veel compacter. Bovendien werken we nu aan slimme geneesmiddelen, die je op commando met licht aan en uit kunt zetten.’
‘Het duurt lang voordat er een toepassing is, soms decennia, maar die komt er wel. Een baby heeft even nodig om de eerste stappen te zetten, maar sommige kunnen twintig jaar later de honderd meter in tien seconden rennen.’
Maandag vindt in de Stadsgehoorzaal het Gala van Wetenschap en Samenleving plaats. Veertien wetenschappers zullen daar een link leggen tussen hun eigen vakgebieden en de maatschappij. Naast Ben Feringa treden bekende figuren op als viroloog Marion Koopmans, voormalig minister Jet Bussemaker en Naturalis-directeur Koos Biesmeijer.
Gala van Wetenschap en Samenleving, maandag 14 maart, 19:30, Stadsgehoorzaal Leiden