tekst René Didde foto’s Guy Ackermans, W.J. de Zwart en WUR
De Groningse hoogleraar Nicolaas Söhngen komt in het najaar van 1917 naar de Rijks Hogere Landbouwschool in Wageningen om daar onderzoek en onderwijs op te zetten in de anaerobe microbiologie. Ruimte en middelen ontbreken echter; hij logeert in Hotel de Wereld, herbergt zijn laboratorium zolang in een woonhuis en wijkt voor colleges uit naar het hoofdgebouw aan het Salverdaplein. Na een jaar is hij het zo zat dat hij dreigt terug te keren naar Groningen. Dat helpt. In 1920 verrijst aan de Hesselink van Suchtelenweg op de Wageningse Berg een fraai laboratorium naar ontwerp van Amsterdamse School-architect Cornelis Blaauw.
En de rest is geschiedenis. Niet alleen is het Laboratorium voor Microbiologie een puntgaaf rijksmonument, Söhngen is er vooral in geslaagd om het fundament te leggen voor een rijke onderzoeksschool voor microbiologie in Wageningen. Hij entameerde onder meer onderzoek naar de destijds net ontdekte bacteriofagen, heel specifieke virussen die hun eigen specifieke bacteriën aanvallen. Ook verkende hij de symbiose tussen Rhizobium-bacteriën en wortelknolletjes op gewassen als klaver. Het bleek een rijk onderzoeksterrein. Opmerkelijk is verder dat Söhngen al in de eerste jaren het nut zag van het uitwisselen van onderzoeksresultaten met de industrie en de landbouw.
Waterzuivering
In de jaren die volgden, maakte de Wageningse leerstoelgroep school in de wereld met het onderzoek naar bacteriën in de context van hun omgeving, hun aanpassingsvermogen en de manier waarop ze gebruikmaken van de resultaten van elkaars stofwisselingsprocessen. Dat bleek vorige maand tijdens het Centennial Symposium waarmee de groep zijn honderdjarige bestaan vierde. De studie naar anaerobe bacteriën heeft bijvoorbeeld de waterzuivering en bodemsanering verder gebracht. Maar ook het werk aan darmbacteriën is internationaal vermaard en heeft resultaten opgeleverd die bijdragen aan nieuwe geneesmiddelen. Ten slotte heeft het inzicht in verdedigingssystemen tegen bacteriofagen talrijke nieuwe methodes voor genome editing opgeleverd, zoals Crispr-Cas. Er loopt kortom een rechte lijn van 1917 naar 2017.
Verschillende keynotesprekers op het seminar zijn van origine Wageningse onderzoekers, zoals Mike Jetten (Radboud Universiteit Nijmegen) en Mark van Loosdrecht (TU Delft), beiden Spinozaprijs-winnaars. Hun lezingen gaven een overzicht van het Wageningse onderzoek. ‘Wat voor micro-organismen komen er voor, wat zijn ze aan het doen, hoe communiceren ze en werken ze samen en hoe kun je ze alleen – als reinculturen – of samen – als mengculturen die het kunstje sneller doen – inzetten voor de maatschappij en de industrie?’ Zo luidt de samenvatting van de Wageningse microbiologie van Willem de Vos, sinds dertig jaar hoogleraar in Wageningen, de laatste 25 jaar als vierde opvolger van Söhngen, en eveneens Spinoza-winnaar. ‘De integratie van microbiële fysiologie, ecologie en genetica is een karakteristiek van ons onderzoek en naast waterzuivering en bodemsanering blijven ook darmmicrobiota en bacteriële verdedigingsystemen dankbare terreinen van onderzoek’, zegt hij.
Akkermansia
Zo was daar Mike Jetten, die betrokken was bij milieumicrobiologisch onderzoek in onder meer de waterzuivering, zoals de Anammox-bacterie. Dat micro-organisme zet onder zuurstofloze omstandigheden ammonium en nitriet uit afvalwater om in stikstofgas. Ook dit onderzoek is eigenlijk rechtstreeks in lijn met het allereerste onderzoek van een eeuw geleden naar anaerobe bacteriën en de stikstofcyclus.
Een ander ‘anaeroob’ voorbeeld is de Akkermansia-bacterie. ‘Die hebben we geïsoleerd uit de menselijke darm, vervolgens genetisch geanalyseerd en in de ecologie in de darmmicrobiotica geanalyseerd’, zegt De Vos. ‘We hebben de bacterie daarna in dierproeven ingezet en bij muizen de verbetering van de barrièrefunctie van de darmen aangetoond. Nu zijn we bezig om deze anaerobe bacterie als een geneesmiddel te ontwikkelen om mensen met welvaartsziekten als obesitas en diabetes type 2 te helpen.’
Interdisciplinair
Ook Jan Roelof van der Meer stond op het lijstje van keynotesprekers, maar de hoogleraar aan de Universiteit van Lausanne brak zijn schouder en moest verstek laten gaan. ‘Ik raakte verslaafd aan de microbiologie door mijn onderzoek aan de bodem als Wageningse student en promovendus’, vertelt hij aan de telefoon. ‘Het is een bijzonder goede trend dat we niet langer met alleen reinculturen werken, maar vooral mengsels van bacteriën onderzoeken. Want dat is de situatie in de praktijk. Dat zie je overal gebeuren, vooral ook in Wageningen’, aldus Van der Meer.
Mark van Loosdrecht (TU Delft) roemt vooral het interdisciplinaire onderzoekscultuur in Wageningen. ‘Dat is de basis voor succesvol onderzoek en levert de doorbraken op die we nodig hebben op het gebied van landbouw, voeding en milieu. In de jaren tachtig en negentig zijn op deze wijze de grondslagen gelegd voor succesvolle bodemsanering.’ Hij doelt onder andere op de bacteriën die na enige aanpassingen effectief organische oplosmiddelen in de bodem gingen afbreken. Ten opzichte van de toen gangbare thermische en chemische bodemsanering scheelde de nieuwe biologische bodemsanering veel energie, afgraven en transport.
Van Loosdrecht zelf maakte naam met onder meer het Nereda-proces, waarbij bacteriën in de vorm van samengeklonterde slibkorrels snel bezinken, wat tijd, energie en ruimte scheelt in de waterzuivering. De korrels groeien door op slimme wijze zuurstofrijke en zuurstofarme condities toe te passen. De basis ervoor zijn ‘biofilms’ en dat onderzoek verrichtte Van Loosdrecht indertijd in Wageningen.
Delft
Van een soort ‘Wageningse School’ wil Van Loosdrecht, net als Van der Meer, echter niet spreken. ‘Er is een eerder een Delftse school’, zegt hij, met een knipoog naar zijn huidige werkgever. ‘Söhngen was een student van Beijerinck en dat was een Delftenaar. Söhngen ontdekte dat methaan in bijvoorbeeld moerassen door bacteriën wordt gevormd en dat onderzoek heeft hij in Wageningen succesvol uitgebouwd. Dus ik zou eerder spreken van Wageningen als anaerobe tak van de Delftse school.’
Maar er zijn ook Delftenaren die naar Wageningen trokken, zoals de beroemde Gatze Lettinga, die in de jaren zeventig van de vorige eeuw een compacte reactor ontwikkelde voor toepassing van de anaerobe waterzuivering in de industrie en in de Derde Wereld. Daardoor kostte afvalwaterzuivering geen energie, maar leverde energie op in de vorm van biogas, zegt Willem de Vos. En hij weet nog een voorbeeld. ‘De Delftenaar Beijerinck was ook leraar aan de Landbouw Hogeschool, waar hij plantenvirussen ontdekte en onderzoek verrichtte naar de stikstofcyclus.’
Het is kortom met al die hoogleraren microbiologie eigenlijk net als met het cocktail van verschillende bacteriën. Ze duiken overal op, communiceren met elkaar, schuiven de resultaten van hun werk naar elkaar door. En ze werken coöperatief samen in het – daar is hij weer – Söhngen Institute for Anaerobic Microbiology.