Vanwege het coronavirus werken onze medewerkers thuis.

Anneke ter Schure: „Biologen in het veld hadden heel vaak de mest aan het verkeerde dier toegeschreven.”

N.B. Het kan zijn dat elementen ontbreken aan deze printversie.

Anneke ter Schure | bioloog Overal in het milieu zijn dna-sporen te vinden. Met dit e-dna is bijvoorbeeld te zien welke dieren ergens geleefd hebben.

‘Ik droeg een labjas over mijn kleren, twee sets wegwerphandschoenen, een haarnetje en een mondkapje waardoor mijn bril besloeg.” Zo begint bioloog Anneke ter Schure (31) de inleiding van haar proefschrift Dung, dirt & dna. Het was 2018, en ze was net een paar dagen bezig met haar promotietraject aan de universiteit van Oslo.

Op een industrieterrein buiten de stad zou ze, met een collega, vissen-dna uit de boorkern van een naburig meertje verzamelen. „Maar de spatels die we bij ons hadden waren labspatels, niet veel groter dan een pen”, vertelt ze eind januari in Amsterdam. „Onbruikbaar om de stugge modder mee te lijf te gaan.” Uiteindelijk lukte het met geleende spatels van collega-onderzoekers. Maar vervolgens bleek de boorkern helemaal geen bruikbaar dna te bevatten.

Anneke ter Schure (1990) groeide op in Spierdijk. Haar studie biologie combineerde ze met een minor programmeren en een minor educatie. Later werkte ze onder andere als junior-docent Future Planet Studies aan de Universiteit van Amsterdam. Afgelopen december promoveerde ze aan de universiteit van Oslo op haar onderzoek naar e-dna.

Het lijkt tekenend voor een vakgebied zo nieuw als het hare: gaandeweg moet worden uitgevogeld wat werkt, en wat niet. Ter Schure bestudeerde tijdens haar promotietraject e-dna: environmental dna. Omgevings-dna, achtergelaten door organismen, in modder, in stof, in water, in uitwerpselen, in de lucht. Zodoende kun je zien wat er in de omgeving leeft. „Of heeft geleefd”, zegt Ter Schure, „want e-dna kan tegelijkertijd ook a-dna zijn: ancient dna”.

Voor haar promotietraject maakte ze veel gebruik van dat oude dna, om onderzoek te doen naar biodiversiteit in het verleden, en naar veranderende interactiepatronen tussen dieren en mensen. „Zodoende wilden we ook meer inzicht krijgen in oud omgevings-dna: wat kun je er allemaal mee?”

Pionieren in een nieuw onderzoeksveld.

„Voor mij was het écht nieuw. Ik had tijdens mijn studie onderzoek gedaan aan fossiele muggenhoofdjes, en geen specifieke ervaring met dna. Maar de samenwerking met archeologen sprak me aan: hoe leefden mensen en dieren samen, 10.000 jaar geleden, of zelfs nog verder terug in de tijd? Met nieuwe technieken kun je zulke verhalen ontrafelen.

Een paar jaar geleden hebben onderzoekers uit sediment in een grot zelfs e-dna van Denisova-mensen ontdekt, van ruim 50.000 jaar oud

„Onderzoek naar e-dna is al zo’n dertig jaar in ontwikkeling. Pas de laatste tijd komt het echt van de grond voor biomonitoring, het in kaart brengen van ecosystemen. Eerder was het technologisch nog te ingewikkeld, en duur. Maar met de huidige methode, metabarcoding, is het vrij eenvoudig. Daarbij kopieer je kenmerkende stukjes dna uit je monsters in het lab en vergelijk je die met een referentiedatabase, en zo kun je tot op geslachtsniveau of zelfs soortniveau bepalen van welk organisme het afkomstig is.”

„Welke organismen er in een bepaald gebied leven of geleefd hebben, ook als ze daar allang weer weg zijn. Het voordeel van e-dna is dat je het vrijwel overal kunt verzamelen: in urine, in schubben, op boomschors, in de lucht... Onlangs hebben Britse onderzoekers aan de hand van e-dna uit luchtmonsters kunnen analyseren welke dieren er in een dierentuin voorkomen. En een paar jaar geleden hebben onderzoekers uit sediment in een grot zelfs e-dna van Denisova-mensen ontdekt, van ruim 50.000 jaar oud.”

Eerst stond de hele genetica in het teken van de mens, toen werd het uitgebreid naar knuffelbare beesten

Is het niet makkelijker om meteen ál het dna uit een monster te onderzoeken, in plaats van één specifiek stukje?

„Dat gebeurt ook, bij shotgun sequencing. Maar dat is relatief duur en vooral aantrekkelijk als je geen specifieke vraag hebt. Voor bodems en mest is het bovendien een lastige methode, juist vanwege die bacteriën die erin leven. Dan krijg je heel veel bacterie-dna, terwijl je bijvoorbeeld alleen op zoek bent naar planten-dna. Ik heb onder andere een dataset van een Indiaas ecosysteem geanalyseerd, waarbij ik wilde kijken wat het dieet was van de grote grazers die er leven. Daarbij keek ik dan specifiek naar het bladgroenkorrel-dna uit de mest, en naar het dna van de grazers zelf. Wat opviel was dat de biologen in het veld heel vaak de mest aan het verkeerde dier hadden toegeschreven: ze zagen poep van de Indische kroonaap aan voor everzwijnenpoep en vice versa.”

Is oud dna nog wel goed genoeg te vergelijken met een hedendaagse database?

„De truc is om het stukje eruit te pikken dat het minst gedegradeerd is. Vaak heb je maar 10 of 100 basenparen nodig voor een goede determinatie, echt weinig. Je zult ongetwijfeld weleens wat mislopen omdat het dna niet meer bruikbaar is, maar dat is bij andere onderzoeksmethodes ook zo. Denk aan paleontologie: daarbij fossiliseren ook niet alle diersoorten even makkelijk.

„Van planten zijn referentiedatabases vaak nog incompleet. Voor mijn onderzoek ben ik ook naar een Armeense grot gereisd waar ik materiaal van 40.000 jaar oud heb onderzocht. Soms kwamen er dan heel rare resultaten uit: dan werd een plant voor een hedendaagse Amerikaanse soort aangezien. Dat kan dan een verkeerde match in de database zijn, of vervuiling van het monster. Gelukkig komen er ook steeds meer referentiedatabases bij. Eerst stond de hele genetica in het teken van de mens, toen werd het uitgebreid naar knuffelbare beesten, nu komen langzamerhand ook de planten en bacteriën onder de aandacht...”

Heldere figuren in een wetenschappelijk artikel vind ik essentieel

Kun je vervuiling van de monsters voorkomen?

„Alle apparatuur en gereedschap die je mee het lab inneemt wordt eerst met bleekwater afgenomen en gaat dan onder een uv-lamp om gereinigd te worden, maar zelf moet je natuurlijk ook niet voor vervuiling zorgen. Dus: van tevoren douchen en schone kleding aan. Eenmaal in het lab trek je dan weer een ander setje schone kleding aan, en daaroverheen een beschermend wit pak. Twee paar rubberhandschoenen over elkaar heen – die vervang je bij elk sedimentmonster dat je aanraakt. Ik dronk zo min mogelijk, want elke keer dat je naar de wc gaat moet je daarna wéér die hele procedure doorlopen. Eten deed ik niet tussendoor.

„Ook buiten het lab moet je schoon werken. Toen ik in Armenië was nam ik in een kuil vanaf een houten ladder op verschillende hoogtes monsters, ook steeds met schone handschoenen en scalpels. De kunst was dan de ladder niet aan te raken bij het klimmen, dus dat ging balancerend met mijn ellebogen...”

Je proefschrift valt ook op door de mooie tekeningen die je maakte.

„Omdat je in Noorwegen niet zelf het omslag van je proefschrift mag ontwerpen, wilde ik op z’n minst mijn eigen draai aan de lay-out binnenin geven. Dus zo zijn er tekeningen van het veldwerk en het labwerk in terechtgekomen. Ik denk heel visueel en in de toekomst zou ik graag meer met datavisualisatie doen. Aan de graphics in mijn proefschrift heb ik bewust veel tijd besteed. Heldere figuren in een wetenschappelijk artikel vind ik essentieel. Zodat je meteen ziet waar je naar kijkt.”

Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin

Heeft u een tip over dit onderwerp, ziet u een spelfout of feitelijke onjuistheid? We stellen het zeer op prijs als u ons daarover een bericht stuurt. U kunt ons ook anoniem een tip geven.