Voor Nynke Dekker was het geen slechte zomer. Andermaal prijkte haar onderzoek met een kale DNA-streng, een enkel eiwit en een magnetisch ‘pincet’ op de cover van Nature én het werd beloond met de European Young Investigators Award. Prijzengeld: 1,2 miljoen. “De award-aanvraag schreef ik tijdens mijn zwangerschapsverlof.”

Net als de ontdekkers van de dubbele helix, Watson en Crick, maakte ze met succes de overstap van de natuurkunde naar het DNA-onderzoek “Veel fysici maken die switch. Daar ben ik zeker niet uniek in”, stelt de op Yale en Harvard opgeleide Nynke Dekker (36) met Hollandse nuchterheid. “Zo is het ontwikkelen van grootschalige DNA-sequencing­methodes voor een groot deel ingenieurswerk waar veel natuurkundigen aan hebben meegewerkt.”

Biomoleculen als RNA, DNA en eiwitten, liefst in hun meest pure vorm, werden zeven jaar geleden haar nieuwe liefde. De Nederlandse diplomatendochter verruilde toen bovendien niet alleen de natuurkunde voor de biologie, maar koos ook voor Europa boven de VS om haar carrière­switch vorm te geven: van Harvard via Parijs naar Delft en van atoomfysicus tot specialist in het onderzoek naar biomoleculaire machientjes die DNA bewerken.

Op 27 september mocht de Delftse onderzoeker uit dezelfde sectie als prof. Cees Dekker (geen familie) in Helsinki een van de twintig European Young Investigators Awards ophalen, ter waarde van 1,2 miljoen. Dit betekent dat ze volgens de Europese wetenschapsorganisatie ESF de potentie heeft een wereldleider te worden in haar vakgebied. Van alle aanvragers behoorde ze tot de beste 3 procent.

Ontmoedigt zo’n laag slagingspercentage niet als je 35 kantjes moet schrijven?

“Ik had nieuwe onderzoeksfinanciering nodig om het lab uit te breiden. Dus dan probeer je het gewoon. Ik wist dat er nog geen prijs in mijn vakgebied was gevallen en dat verhoogde mijn kansen. Na twee selectierondes moet je inderdaad een dossier van 35 pagina’s maken. Daar heb ik drie weken fulltime aan gewerkt, tijdens het begin van mijn zwangerschapsverlof. Zo’n aanvraag schrijven werkt thuis toch het best. Dan word je het minst gestoord.”

Het Amerikaanse systeem, waarin jonge onderzoekers snel een eigen onderzoeksgroep krijgen, is voor minister Plasterk een voorbeeld voor Nederland. Waarom zit jij toch liever in Delft dan in de VS?

“In de VS krijg je als jonge onderzoeker een zak geld met drie kamers om een nieuwe groep mee op te starten en verder moet je het maar zelf uitzoeken. Dat kan goed gaan, maar het gaat ook nogal eens fout.

Het Nederlandse systeem, waarbij je als jonge onderzoek niet snel een eigen onderzoeksgroep krijgt, sprak me eerst niet zo aan, maar nu zie ik er echter ook wel de voordelen van in. Hierdoor is de overgang van postdoc naar groepsleider niet zo abrupt, omdat je onderdeel uitmaakt van een club collega-onderzoekers waarvan je veel kunt leren. Je bent als promovendus en postdoc immers niet opgeleid om groepsleider te worden. Je hebt laten zien dat je succesvol onderzoek kunt doen en dan moet je ineens vooral andere dingen gaan doen, zoals voordrachten geven, subsidieaanvragen schrijven, jonge onderzoekers begeleiden en onderwijs geven. Op die terreinen kun je in Nederland wat makkelijker van je collega’s leren dan in het Amerikaanse systeem.”

Was het je in de VS niet gelukt om zo snel zoveel te bereiken?

“Nee, in vergelijking met collega’s in de VS heb ik meer kunnen bereiken doordat mijn onderzoek is ingebed in een goede omgeving. Zo’n omgeving van goede onderzoekers trekt ook weer goede promovendi en postdocs aan en dat maakt het makkelijker om als begeleider succesvol te zijn.

Natuurlijk vind ik het wel belangrijk dat ik veel vrijheid krijg als onderdeel van een voor Delft relatief nieuwe richting in de biomoleculaire fysica. Voor een al langer bestaande groep met een heel vaste onderzoekslijn zou ik niet zo snel hebben gekozen.”

Geen spijt van je opleiding op Yale?

“Nee, ik heb nog vaak profijt van die keuze. Ik kom Amerikaans over en dat wekt toch wat sneller vertrouwen als je samenwerking zoekt met Amerikaanse topwetenschappers, zoals Nobelprijswinnaar Andrew Fire. Ik ken het Amerikaanse systeem, heb mijn promotieonderzoek daar gedaan en spreek vlekkeloos Amerikaans Engels. Daardoor word ik ook sneller gevraagd voor allerlei voordrachten en commissies.”

Hoe kwam je op Yale terecht?

“Yale was voor mij om de hoek, in de tijd dat mijn vader op het hoofdkwartier van de Verenigde Naties werkte. Ik ben destijds ook in Delft en Twente bij de opleidingen technische natuurkunde gaan kijken. Die kwamen op mij wat star over. Je moest daar in het eerste jaar al weten wat voor richting je op wilde, terwijl je op Yale met een brede waaier aan vakken kon beginnen. Het interdisciplinaire karakter van het onderwijs daar sprak me aan.”

Je bent opgeleid als atoomfysicus, liet bijvoorbeeld afzonderlijke cesiumatomen met lenzen en spiegels over een gouden rail bewegen. Waarom verliet je dat vakgebied?

“Dat onderzoek werd me op een gegeven moment te voorspelbaar. De wetten van de quantummechanica voorspelden altijd precies wat er ging gebeuren. Ik wilde wel weer eens iets nieuws leren. Aan het eind van mijn promotieonderzoek op Harvard hoorde ik dat er met DNA-sequencing en genetische modificatie steeds meer mogelijk was. Dat gaf me het idee dat DNA steeds belangrijker werd en daar wilde ik gewoon meer van af weten. Gesprekken met collega-fysici op Harvard die de overstap al gewaagd hadden bevestigden mijn beeld.

Tijdens een zomerschool in Corsica heb ik mezelf bijgeschoold in de biologie en de biofysica en daarna heb ik veel wetenschappelijke artikelen en biologieboeken gelezen. Toch loop ik nog wel eens tegen een gemis aan biologiekennis aan. Onze groep in Delft wil daarom ook enkele moleculair biologen gaan aannemen.”

Je bekijkt het DNA niet in levende cellen, toch?

“Nee, inderdaad, we werken met DNA in een zoutoplossing. We kiezen voor zuiver DNA en RNA zonder eiwitten erop. In zekere zin is dat niet realistisch, want in een levende cel is DNA niet kaal. Daar plakt alles aan elkaar. Echter in ons modelsysteem kun je veel preciezer bekijken wat er mechanisch gebeurt op moleculair niveau.

We gaan overigens wel steeds meer de koppeling zoeken met wat er in de cel gebeurt, bijvoorbeeld door te kijken of de door ons voorspelde effecten ook in een gistcel optreden. Dat hebben we recent gedaan met de resultaten van ons onderzoek naar het effect van een kankerremmer op een soort ontkronkeleiwit op een geïsoleerde DNA-streng (zie C2W life sciences 14, pag. 7, red.).

We hebben nog niet bewezen dat het effect uit ons single molecule experiment in gist ook optreedt, maar wel de eerste aanwijzingen gevonden dat dat misschien het geval is.”

Fysici begonnen begin jaren negentig al met het uitrekken van DNA. Zagen ze toen al toepassingen voor hun resul­taten in de biologie?

“Nee, dit type onderzoek is ontstaan uit de polymeerfysica. Voor dat vakgebied waren dubbelstrengs DNA-ketens een interessant modelmolecuul, omdat het een behoorlijk stijf polymeer is. Pas nadat eind jaren negentig alle mechanische eigenschappen van het kale DNA in kaart waren gebracht, kwamen de moleculaire motortjes op het DNA, zoals het ontkronkeleiwit topoisomerase, in beeld.”

Waar hoop je moleculair biologen in de toekomst meer over te kunnen

vertellen?

“We willen met het award-geld tot in detail uitvinden welke obstakels het werk van moleculaire motortjes op DNA-strengen in onze cel verstoren; het nu vaak tegenstrijdige beeld hierover aanscherpen. Daarmee kom je meer te weten over wat de eerste stappen zijn die leiden tot het overlijden van een cel. Als de moleculaire motortjes op het DNA immers niet meer werken, kan er ook geen DNA worden gekopieerd.

Spannende stap daarin is om in onze zoutoplossing de hele kopieer- of transcriptiemachinerie werkend te krijgen en de dynamica ervan te bestuderen. Vragen beantwoorden als: hoe gaan ze om met obstakels als eiwitten die op het DNA gebonden zijn of met grote kronkels in het DNA. Ook willen we weten of de machinerie zelf kronkels in het DNA veroorzaakt en of dit weer negatief terugkoppelt op hun werking.”

In hoeverre zijn jullie onderzoekstechnieken nog te verbeteren?

“We willen de goede eigenschappen combineren van twee krachtspectroscopietechnieken waarmee we werken. Dat zijn de optische en magnetische tweezers, ook wel pincetten genoemd. Met de magnetische kun je kronkels in een DNA-streng maken en de streng uitrekken; met de optische pincet kun je een speciaal bolletje dat je aan de DNA-streng hangt echt oppakken met een laserbundel en naar elke willekeurige plaats in de vloeistof toe brengen.

Een hogere tijdsresolutie ligt ook nog in het verschiet, vooral bij de magnetische tweezers. Nu heb je een resolutie van een halve seconde en we willen graag naar 10 milliseconden, zodat je ook processen die heel snel plaatsvinden goed kunt waarnemen.

Je kunt overigens veel experimenten doen met dezelfde DNA-streng. Aan een stuk van 2 nanometer breed en 1 micrometer lang kun je best een paar dagen trekken. Daar ben ik nog steeds verbaasd over.”

Hoe kom je in drie jaar twee keer op de cover van Nature?

“Over die tweede keer was ik zelf eigenlijk verbaasd. Ik had niet gedacht dat het zou lukken. Het tweede onderzoek was wel erg interessant, maar de tweede cover­tekening leek toch wel erg op de eerste. Ons tweede onderzoeksresultaat was in de tekening maar een detail.

Daniel Koster, de promovendus die het leeuwendeel van het werk had gedaan, wilde er echter gewoon voor gaan. Toen hebben we een professionele tekenaar toch weer een mooie tekening te laten maken, al kost dat natuurlijk wel wat.”

Heb je nog tips voor andere vrouwelijke onderzoekers?

“Het is jammer dat het vrouw-zijn nog altijd een issue is, hoewel het goed is dat het op de agenda staat zolang het nodig is. Soms zijn het kleine dingen die toch een beetje helpen. Harvard financierde bijvoorbeeld mijn reis naar de VS voor het bezoeken van hun open dag. Dat deden ze voor alle vrouwelijke promotiekandidaten.

Mijn tips: laat je vooral niet ontmoedigen door het feit dat er op een technische universiteit zo weinig vrouwen werken als onderzoeker. Negeer het gewoon als mannen suggereren dat je je positie aan positieve discriminatie te danken hebt en ga vooral gewoon door met het neerzetten van goede resultaten.”

FEITELIJK

1989 – 1993 bachelors natuurkunde op Yale

1993 – 1994 doctorandus natuurkunde, Universiteit Leiden

1994 – 1999 promotieonderzoek op Harvard University

2000 – 2002 postdoc op Ecole Normale Supérieure in Parijs

2002 – heden staflid bij sectie Moleculaire Biofysica, TU Delft

2005 – heden lid van de Jonge Akademie van de KNAW

2005 Vidi-subsidie van NWO

2007 European Young Investigators Award van 1,2 miljoen euro

Bron: C2Wls18

Onderwerpen