Wetenschap

Bacterie met een boodschap

Geheime berichten verzenden via bacteriën. Het klinkt als sciencefiction, maar voor een team van dertien Groningse studenten is het gewoon science. Ze gaven afgelopen zomer hun vakantieplannen op om een bacterie te maken waarin een versleutelde boodschap verstopt zit.
Door Simone Harmsen / Animatie René Lapoutre & Sjef Weller

 Een team van dertien Groningse studenten probeert versleutelde berichten te versturen via het DNA van een bacterie.

Hiervoor gebruiken ze de Bacillus subtilis, een bacteriesoort die gemakkelijk nieuw DNA opneemt.

Het is een flinke klus om de geheime code weer uit te lezen. De bacterie moet eerst met behulp van het juiste antibioticum worden gefilterd, waarna de code moet worden gekraakt.

Als de bacterie niet correct behandeld wordt, vernietigt hij zichzelf en gaat de geheime boodschap verloren.

Volgens begeleider Oskar Kuipers biedt één bacterie ruimte aan hele boekwerken. Bovendien kan een bacteriespore miljoenen jaren overleven.

Met het project hoopt het team een internationale wedstrijd voor genetische modificatie te winnen. Eind oktober is de finale in het Amerikaanse Boston.

Leestijd: 5 minuten (744 woorden)

There is nothing new under the sun. It has all been done before’, zegt Sherlock Holmes in A study in Scarlet, het eerste boek waarin auteur Sir Arthur Conan Doyle de beroemde detective laat opdraven. Klopt dat, is alles al gedaan? Dertien Groningse studenten bewijzen het tegendeel en doen something completely different. Zij proberen een geheime boodschap te verzenden in een bacterie.

Een geheime boodschap ín een bacterie? Inderdaad. De studenten stopten een zin uit dezelfde bekende detectiveroman in een microbe. De zin luidt: The world is full of obvious things which nobody by any chance ever observes.

‘Dat vonden we wel toepasselijk’, vertelt Bente Hofstra, een van de studenten die meewerkt aan het project. Haar teamgenoot Eike Mahlandt valt haar bij: ‘Niemand zou immers naar een geheime boodschap zoeken in een bacterie.’

DNA-geknutsel

De Groningse studenten doen mee aan een internationale wedstrijd voor studenten, iGEM (international Genetically Engineered Machine). Deelnemers moeten knutselen met het DNA van een bacterie om daarmee een actueel probleem op te lossen.

Het Groningse team bedacht een manier om data op te slaan die niet te hacken is met ‘gewone’ digitale technieken. Ze zetten de zin uit Sherlock Holmes met een computerprogramma om in een DNA-code en stuurden die op naar een bedrijf dat het DNA voor hen maakte. Vervolgens stopten ze het in de bacteriesoort Bacillus subtilis.

Bacillus subtilis is ongevaarlijk voor mensen en heeft de handige eigenschap dat hij gemakkelijk nieuw DNA opneemt. Door de bacterie op rantsoen te zetten, kun je die eigenschap nog versterken. Mahlandt: ‘Wanneer je een uitgehongerde bacterie in een oplossing met het DNA stopt, neemt deze het op en bouwt het in zijn eigen DNA in.’

De code gekraakt

Om de bacteriën te kunnen versturen, brachten de studenten die in een soort slaapstand, een spore genoemd. Vervolgens stuurden ze de sporen op naar de iGEM-teams van Wageningen en Eindhoven. Die moeten op hun beurt de boodschap ontcijferen.

Dat is nog niet zo gemakkelijk. Want wanneer je de sporen niet op de juiste manier behandelt, vernietigen ze zichzelf én hun DNA. Bovendien zitten ze in een mengsel van andere bacteriën. Alleen met het juiste antibioticum zijn de bacteriën te filteren en blijven de exemplaren met de boodschap over. De eerste poging in Wageningen mislukte wegens technische malheur, vertelt Carina Nieuwenwegen van het Wageningse iGEM-team. ‘Maar we zijn nu een eind op weg met ontcijferen.’

Super safe

Waarom zouden we willen communiceren via een bacterie? ‘Als je je moeder wilt vragen wat je vanavond eet, is een sms’je natuurlijk praktischer’, geeft Hofstra toe. Maar de studenten zien de methode vooral als middel om super safe te kunnen communiceren.

‘Bijvoorbeeld voor president Obama die een geheim bericht wil sturen naar een ander staatshoofd’, oppert professor Oskar Kuipers, die de studenten begeleidt. ‘In één bacterie is genoeg ruimte om hele boeken te stoppen. Moderne opslagmedia worden na verloop van tijd onleesbaar, maar een bacteriespore kan miljoenen jaren overleven. Dit kan in de toekomst heel erg nuttig zijn. Er zijn al bedrijven die interesse hebben.’

Je kunt je afvragen of zo’n geheim communicatiemiddel niet misbruikt kan worden, bijvoorbeeld door terroristen. Kuipers is daar nuchter over: ‘Als ze over de kennis en materialen beschikken, zouden ook terroristen dit kunnen. Maar dat is met elke techniek zo. Terroristen kunnen ook versleutelde e-mails versturen. Ik vind niet dat dat een argument is om een techniek níet te ontwikkelen.’

Grote finale

Over een paar weken reist het Groningse team af naar Boston in de Verenigde Staten, waar van 27 tot en met 31 oktober de finale is. Zelf denken de studenten dat ze een goede kans maken. Mahlandt: ‘Andere teams hebben heel ambitieuze projecten. Ze willen bijvoorbeeld grond zuiveren op Mars, of genetisch gemodificeerde bacteriën in zee stoppen. Maar wij hebben iets gedaan wat echt uitgevoerd kan én mag worden.’

Professor Kuipers is in elk geval trots op zijn studenten: ‘Ik denk dat dit een van onze beste iGEM-teams in jaren is. Maar uiteindelijk gaat het niet om de prijs; het gaat om de kennis en ervaring.’

De studenten verzorgen zelf de acquisitie van hun project. Van petrischaaltjes tot de vliegtickets, ze moeten er zelf geld voor inzamelen. Wil je ze steunen op weg naar Boston? Dat kan hier.

English