136

Cellen zijn de bouwstenen van het leven. Hoe werken ze en wat kunnen ze ons leren over levens­processen?

Beschrijving

Het menselijk lichaam bestaat uit meer dan honderd biljoen cellen. De cellen voeren alle functies van het lichaam uit en vormen zo de basis van leven. In elke levende cel is een netwerk van meer dan duizend verschillende chemische reacties verantwoordelijk voor het genereren van energie en het samenstellen van de bouwstenen voor een nieuwe cel. Daarnaast vinden er essentiële processen in plaats als DNA-replicatie, DNA-transcriptie en eiwitsynthese, en is een cel in staat zichzelf te delen en informatie uit de omgeving op te nemen en te verwerken (signaaltransductie). Hoewel we in vele jaren van biochemisch onderzoek de netwerken en de betrokken enzymen en regelcircuits hebben ontrafeld, begrijpen we nog steeds niet hoe en waarom deze netwerken functioneren. Als gevolg daarvan zijn alle huidige succesvolle ingrepen in de stofwisseling, de genexpressie en signaaltransductie in de context van ziekten en industriële biotechnologie voornamelijk gebaseerd op trial and error. Kennisontwikkeling op dit gebied is onontbeerlijk om de volgende stap te kunnen zetten in vele bio(medische) onderzoeksvelden.

Verbindend karakter 
Met inzicht in de werking van cellen kunnen we betere (precisie-)medicijnen; duurzame productie van chemicaliën, voedingsmiddelen en energie; diagnostische tests en andere medische hulpmiddelen ontwikkelen. Met kennis van de genetische en stofwisselingsgerelateerde netwerken in de cel kunnen mogelijkheden worden geïdentificeerd voor het behandelen of voorkomen van ziektes waarin stofwisseling een grote rol speelt, zoals diabetes en kanker. Ook opent deze kennis wegen naar nieuwe strategieën om infectieziektes te bestrijden. Daarnaast kunnen we op basis van nieuwe inzichten wellicht cellulaire fabrieken ontwerpen ten behoeve van de zogeheten bio-based economy. Nederland heeft een sterke R&D-keten op het gebied van celfysiologisch onderzoek. Dit blijkt onder andere uit een groeiend aantal publiek-private samenwerkingen tussen kennisinstellingen en vele innovatieve grote en kleine bedrijven, en een toenemende belangstelling van investeerders. Door het celsysteem als geheel te bestuderen, kunnen naar verwachting allerlei voorspellende modellen worden opgesteld. Ook zal het mogelijk worden om gericht celsystemen te herprogrammeren of nieuwe te ontwerpen met behulp van de ontwikkelingen in de synthetische biologie. Dit vergt nauwe samenwerking tussen de verschillende disciplines binnen de levens- en natuurwetenschappen, maar ook de geestes- en de gedragswetenschappen vanwege de mogelijk ethische en sociale consequenties.

Beleidsagenda's

NWO uitdagingen
Bouwstenen van leven

Onderzoeksagenda's

AMC
Reproduction and development
AMC
Systems Biology
AMOLF
Biomoleculaire systemen
Toon alle onderzoeks­agenda's