De maakbare cel: van molecuul tot leven (16 november 2026)
Prof. dr. G.H. (Gijsje) Koenderink
Bionanoscience Department
Faculteit Technische Natuurwetenschappen
TU Delft
Wat is leven? Deze fundamentele vraag houdt de mensheid al eeuwen bezig, maar is ook heel actueel in de wetenschap. Wetenschappers bewandelen momenteel twee verschillende routes om deze vraag te beantwoorden. De eerste route is om het genoom van de meest simpele bacterie op aarde te reduceren tot op het punt dat de bacterie nog net levensvatbaar is. Het Craig Venter-instituut is er langs die weg in geslaagd om een minimale synthetische cel (JCVI-syn3A) te bouwen met slechts 493 genen die in staat is tot robuuste groei en celdeling. Helaas blijft deze synthetische cel, hoe simpel ook, nog steeds veel te complex om te begrijpen wat de onderliggende principes van leven zijn. Een multidisciplinair team van Nederlandse wetenschappers onder leiding van TU Delft (zie www.evolf.life) probeert daarom een antwoord te vinden via een tegenovergestelde route: zij starten met levenloze biomoleculen en proberen daaruit een levende synthetische cel te bouwen. Hierbij hanteren ze als einddoel de belangrijkste eigenschappen van leven: autonome groei, replicatie, en cel-cel communicatie. Deze aanpak bouwt voort op eerder onderzoek waarbij zij reeds cellulaire modules hebben ontworpen voor een minimaal genoom, metabolisme en celdeling. Deze lezing zal een beeld schetsen van de status en plannen voor dit ambitieuze onderzoek dat natuurkunde, biochemie, en laboratorium-evolutie samenbrengt om te begrijpen hoe leven ontstaat uit levenloze moleculen.
Voor meer informatie over de spreker kijk hier.
Hoe kan opkomende technologie zoals robotica helpen bij personeelstekorten? Vooral in cruciale beroepen waar juist meer productiviteit nodig is, is dit een belangrijke uitdaging, zoals verpleegkundig werk, of in de bouw, maakindustrie of de energietransitie. Maar veel technologische innovaties mislukken op de werkvloer, en op de aantrekkelijkheid van werk wordt niet gestuurd. Dit komt door een versnipperde aanpak van de complexiteit van techniek, mens en organisatie, waar medewerkers vaak geen deel van uit maken. Deze versnippering zien we zowel in de praktijk als in de wetenschap.
Planten kunnen niet lopen, maar bewegen zich door het verspreiden van hun zaden, via wind, water of dieren. Zaadverspreiding is essentieel voor de overleving van planten, in het bijzonder gezien de sterke veranderingen in ecosystemen en klimaat ten gevolge van de mens. De samenwerking tussen planten en zaadverspreidende dieren gaat miljoenen jaren terug, en is vooral prominent in het tropisch regenwoud. Hier is een uitzonderlijke diversiteit aan vruchtetende dieren, zoals vogels, zoogdieren en reptielen, en houtige planten die afhankelijk zijn van die dieren voor hun zaadverspreiding. Echter, dit mutualisme staat op losse schroeven: dieren, en dan vooral de grootste dieren (de megafauna) worden bedreigd met uitstervingen. Deze uitstervingsgolf is al duizenden jaren bezig, sinds het Laat-Kwartair, met het uitsterven van meer dan 100 megafauna genera globaal. De gevolgen voor vruchtdragende planten is onduidelijk: worden zij ook met uitsterven bedreigd, of hebben zij nieuwe manieren gevonden om hun zaden te verspreiden? En wat is de rol van de mens hierin? In deze presentatie laat ik zien hoe we op zoek gaan naar planten met gigantische vruchten (megafruit) in de regenwouden van Madagaskar, en aan de hand van DNA, grote ecologische databasen en complexe modellen, de botanische gevolgen van het uitsterven van de megafauna proberen te begrijpen.
Het menselijk lichaam bestaat uit miljarden cellen die hun oorsprong vinden in de fusie van een eicel en een spermacel. Hoe ontwikkelt deze ene cel zich tot een complex organisme? En hoe behouden cellen tijdens die ontwikkeling én op volwassen leeftijd hun identiteit en positie, zodat organen goed blijven functioneren?
Een van de meest tot de verbeelding sprekende voorwerpen uit de antieke Oudheid is het Antikythera Mechanisme: ‘s werelds oudste computer. Minstens 1300 jaar voordat de eerste Europese klokken verschenen, bleken de oude Grieken in staat te zijn geweest een verbluffend complex mechanisch klokwerk te maken. De minstens 32 tandwielen vertaalden de astronomische kennis van de Oudheid in een mechanisch model. Het volgde de gang van maan, zon en waarschijnlijk de vijf toen bekende planeten aan de hemel, volgens de toenmalig nieuwste inzichten van de Hellenistische astronomie.
De functie en evolutie van akoestische signalen en de exploitatie van omgevingsgeluid is te begrijpen door kennis over de natuurkundige basis van productie, propagatie, en perceptie van geluid. Het is bijvoorbeeld aangetoond dat vogels niet fluiten en dat een signaal kan informeren door te degraderen. Voor veel waterdieren is de voor ons zo belangrijke geluidsdruk niet het aspect van geluid dat ze waarnemen; informatie vergaren in je eigen bubbel heeft onder water ook een heel onverwachte betekenis.
Het leven van sterren wordt gedirigeerd door de fysica en chemie diep in het hart van deze hete draaiende gasbollen. Nadat we eerst de basisprincipes van asteroseismologie op een toegankelijke manier uitgelegd hebben, bespreken we hoe sterbevingen sinds een 20-tal jaar gedetecteerd kunnen worden met ruimtemissies. We laten het publiek even meeluisteren naar “sterrenmuziek” en gaan vervolgens op weg als asteroseismoloog.
Kun je de vorm van een trommel horen? Deze vraag werd zo’n 60 jaar geleden gesteld door wiskundige Mark Kac, en probeert de vorm van een trillend membraan (de trommel) te reconstrueren uit het (hoorbare) trillingsspectrum. Deze spectrale aanpak van de meetkunde zullen we in het eerste deel van deze lezing wiskundig bestuderen. We illustreren dit aan de hand van trommels van verschillende vormen.
Antoni van Leeuwenhoek uit Delft (1632-1723) legde de basis voor de wetenschappelijke microscopie door met verbeterde methoden te kijken naar het kleinste om hem heen. Zo ontvouwde zich een wereld die eerder onzichtbaar was voor zijn ogen en ontdekte hij o.a cellen, bacteriën en spermatozoïden. Sinds die tijd zijn er vele vormen van microscopie bij gekomen. De belangrijkste daarvan is de elektronenmicroscopie, waarbij in plaats van licht elektronen worden gebruikt. De resolutie die daarmee te bereiken is, is indrukwekkend en gaat tot het niveau van individuele atomen. Lichtmicroscopie komt (fundamenteel) niet verder dan 200 nm (ongeveer 1500 atomen). Toch kent ook elektronenmicroscopie een probleem en dat is dat het schade veroorzaakt aan het monster dat wordt bekeken.