gp
Microchip stelt in supersnelle tijd ziektediagnose
In Natura
Golfenergie benut Onderzoek naar groeibevorderaars
Aardbei geanalyseerd
WOENSDAG 7 APRIL 1999
160
REDACTIE: MARGOT KLOMPMAKER EN SASKIA STOELINGA
BEN APELDOORN
Onderzoekers van de Queen-
universiteit in het Ierse Belfast
hebben in de branding voor de
kust van het Schotse eilandje
Islay apparatuur geïnstalleerd
voor het onttrekken van energie
aan de golfslag. Met name in de
jaren zestig en zeventig zijn al
eens eerder dergelijke plannen
gepresenteerd, maar die wer
den nooit uitgewerkt. Enerzijds
omdat energie-opwekking door
middel van kernsplijting (in
kerncentrales) toen een nog
heel zonnige toekomst tege
moet leek te gaan, en ander
zijds omdat het ook niet zo
aanlokkelijk leek het kustgebied
vol te zetten met golfgenerato-
ren.
Waar de onderzoekers nu hun
generatoren hebben neergezet
is echter nauwelijks een zon-
aanbidder te bespeuren. „Want
op Islay waait het doorgaans
niet alleen flink." zegt professor
Trevor Whittaker, „de stranden
zijn er bovendien grotendeels
rotsachtig met veel scherpe ste
nen." Volgens Whittaker is het
voor het eerst dat apparatuur
voor energie-opwekking met
behulp van bewegend oceaan
water commercieel in gebruik
wordt genomen.
,,Een aantal dorpen en geïso
leerd staande woningen in het
westen van Schotland en wo
ningen op de zogeheten bin-
neneilanden van de Hebriden
moeten er geheel of gedeeltelijk
mee van elektriciteit kunnen
worden voorzien", aldus Whit
taker. „De hele westkust van
Schoüand is supergeschikt voor
energie-opwekking uit het be
wegende oceaanwater", legt
Whittaker uit. „De golven die
onafgebroken op de kust beu
ken worden opgewekt door
sterke luchtbewegingen die
dwars over de oceaan staan.
Het houdt tevens in dat ook de
Ierse westkust en de westkusten
van Spanje en Portugal en de
eilandengroep Azoren geschik
te locaties zijn voor het genere
ren van energie uit de oceaan
golven."
„In feite gaat het om de vertica
le waterbewegingen in golfge-
bieden. In een denkbeeldige
waterkolom in zo'n golf be
weegt het water op en neer als
een klep in een motorblok. We
zetten die beweging vervolgens
om in een roterende beweging
door lucht aan te zuigen en met
die rotatie-energie brengen we
een turbine in beweging. Die
genereert uiteindelijk de elektri
citeit."
De installaties op Islay werken
nu, door de kleine schaal waar
op men opereert, duurder dan
een centrale van vergelijkbare
grootte. Maar wanneer het toe
passingsgebied wordt uitge
breid zullen, zo verwacht Whit
taker, de kosten sterk dalen.
PETER DE JAEGER
Aardbeien kunnen nog smaak
voller worden dankzij de vondst
van de genen die zowel de geur,
de smaak als de rode kleur be
palen. Dit staat in het weten
schapsblad New Scientist. De
genen voor de mate van zoet.
bitter en geur zijn géïidentifi-
ceerd door Ken Manning van
het internationale onderzoeks
instituut voor de tuinbouw in
het Engelse Wellesbourne.
„Smaak is een balans tussen
zoetheid en wrangheid van de
vrucht", zegt Manning, die er
aan toevoegt dat geur ook bij
draagt aan de smaak.
Manning en zijn team ontdek
ten het gen dat codeert voor
een eiwit dat suiker in de
vruchtcellen afleven vanuit het
floëem, het weefsel dat voe
dingsstoffen over alle planten
delen verdeelt. Het transportei-
wit leven sucrose af in vacuolen
of grote holten binnen planten-
cellen. Het eiwit zit aan weers
zijden van het celmembraan en
geeft meer suikers door naar
mate de vrucht rijper is. „Via
overexpressie van het gen voor
dit transporteiwit is de suikeraf-
gifte in de vrucht te verhogen
en dat geeft een zoetere aard
bei", aldus Manning.
Manning ontdekte ook zes ge
nen die een rol spelen bij de
overgang van de scherpe smaak
van onrijpe aardbeien naar zoet
en die tegelijk de vrucht rood
kleuren. De genen produceren
enzymen die scherp smakende
polyfenolen omzetten in antho-
cyaniden, die de rijpe aardbei
zijn rode kleur geeft. Volgens
Manning maken aardbeien fe
nol-componenten om te voor
komen dat de vrucht al wordt
gegeten voordat die zaad heeft
gevormd. „De wrange smaak is
een afschriksignaal". zegt Man
ning.
Het team vond tevens de genen
die betrokken zijn bij de aan
maak van vluchtige verbindin
gen die de aardbei haar rijke
geur geeft. Volgens Manning
zijn er 280 verschillende geur-
componenten betrokken bij het
aroma, dat een bepalende in
vloed heeft op de totale smaak -
beleving. Een van de genen
maakt het enzym acyltransfera-
se, dat zoetsmakende esters
vormt door alcoholen met zu
ren te combineren.
Gewapend met deze ontdekkin
gen hopen de Britse onderzoe
kers een superieur aardbeienras
te ontwikkelen, dat zoeter en
rijker van smaak is en waarvan
de geur alleen al het water in de
mond doet lopen. Vanwege de
ophef over genetisch verander
de landbouwproducten willen
ze dat bereiken via klassieke
kruising. Genetische merkers
moeten hen helpen de (wilde)
variëteiten te vinden die zijn
uitgerust met de gewenste sleu
telgenen.
Overdadig gebruik van antibiotica in landbouw en veehouderij kan leiden tot resistente bacteriën. Deze resistentie is mogelijk overdraagbaar van
dier op mens. foto archief cpd
PETER DE JAEGER
De meeste antibiotica zijn in Europa per 1
april verboden als groeibevorderaar. Van
de tien blijven er nog maar twee over.
„Door een verbod op antibiotica wordt de
veehouderij schoner. Daar is de Neder
landse boer alleen maar bij gebaat", meent
Martin Verstegen, hoogleraar Veevoeding
aan de Landbouwuniversiteit YVageningen.
In augustus vorig jaar verscheen een rap
port van de Nederlandse Gezondheidsraad,
waarin stond dat overdadig gebruik van an
tibiotica in de landbouw kan leiden tot re
sistente bacteriën, die niet te bestrijden
zijn. Deze resistentie is mogelijk overdraag
baar van dier op mens. De raad gaf daarom
het advies om het gebruik van anti-micro-
biële middelen als groeibevorderaars in de
dierhouderij binnen drie jaar te verbieden.
De Europese Unie wilde niet zo lang wach
ten, en verbood per 1 januari dit jaar al zes
antibiotica en per 1 april nog eens twee.
„Het is niet zo dat de groeibevorderaars
zelf leiden tot resistenties. Dat is nog nooit
wetenschappelijk bewezen. Maar het gaat
vooral om de groeibevorderaars met een
nauwe verwantschap met antibiotica die
als medicijn worden gebruikt. Die midde
len willen we zo snel mogelijk kwijt", aldus
Verstegen, die lid was van de adviescom
missie van de Gezondheidsraad. Per jaar
worden er 250 ton antibiotica gebruikt als
groeibevorderaar, tegen 300 ton als dierge
neesmiddel.
Verstegen deelt overigens niet de angst van
veel consumenten dat de groeibevorde
raars uiteindelijk in het menselijk lichaam
belanden. „De middelen werken zeer lang
zaam. zijn alleen in de darm actief en ko
men niet in het eindproduct terecht. Daar
om zijn ze absoluut veilig voor de mens
Dat ligt anders voor antibiotica die de die
renarts voorschrijft."
Hoe antibiotica de groei precies stimuleert
is niet bekend. Wel blijkt overduidelijk het
effect uit dierproeven. Als je bij kuikens de
vorming van urease onderdrukt, krijg je
tien procent meer groei. Urease verandert
namelijk in de darm in ammoniak. Het kost
het lichaam erg veel energie om deze stof
onschadelijk te maken. Die energie kan het
kuiken niet gebruiken voor groei.
Drie jaar vindt Verstegen aan de korte kant
om alternatieven te vinden. Maar zelfs die
tijd wordt de onderzoekers niet gegund
door de Europese Commissie. Om een soe
peler overgang mogelijk te maken stelt Ver
stegen voor om eerst antibiotica te verbie
den in de afmestfase. „Dat scheelt al meer
dan de helft in het gebruik, omdat oudere
dieren veel meer vreten. Bovendien hebben
jonge dieren meer baat bij antibiotica als
groeibevorderaars. Het laatste zou je de
kippen moeten aanpakken, want die nutti
gen een minimale hoeveelheid."
De Landbouwuniversiteit Wageningen, de
Veterinaire Faculteit Utrecht en het Insti
tuut voor Diergeneeskundig Onderzoek in
Lelystad zoeken volop naar alternatieven.
Onderzoekers veronderstellen dat antibio
tica in de dunne darm verhinderen dat an
ti-microben voedsel opnemen die bestemd
is voor de gastheer. Hierdoor blijven dus
meer voedingstoffen beschikbaar voor de
groei. Datzelfde is deels te bereiken door
toediening van probiotica of melkzuurbac
teriën. Die vestigen zich op plaatsen in de
darm waar anders gevaarlijke bacteriën
gaan zitten. Verstegen heeft nog meer ver
trouwen in prebiotica. Dat zijn stoffen die
goede bacteriën verderop in de darm sti
muleren om hun werk te doen. „Sommigen
zweren bij een mengvorm van pro- en pre
biotica zoals in gezondheidsyoghurts als
Yakult."
Consumptie van natte bijproducten uit de
voedingsindustrie, zoals aardappelschillen,
is eveneens goed voor het verteringsproces.
Door fermentatie ontstaan producten die
in de dikke darm lange eiwitketens alsnog
afbreken en resulteren in vastere mest.
„Fermentatie werkt dus als prebioticum.
En het varken krijgt zijn nuttige functie van
afvalverwerker weer terug", zegt Verstegen.
Verder wordt geëxperimenteerd met toe
voeging aan het veevoer van enzymen en
organische zuren, die de darmflora verbe
teren. „Door het verbod op antibiotica
wordt het plotseling waardevol om de
darmgezondheid te garanderen. Een ge
zonde darmflora was voordien hooguit een
bij-effect van toegediende antibiotica. Dat
is een goede ontwikkeling die strookt met
de eis die de maatschappij stelt aan de
dierhouderij. Gefermenteerde bijproducten
zorgen niet alleen voor een gezondere
darm, maar leveren ook betere mest die
minder stikstof bevat. Dat is goed voor de
bodem en voor het milieu en werkt uitein
delijk in het voordeel van de hele veesec-
BEN APELDOORN
In Engeland is een micropro
cessor, een 'chip', ontwikkeld
die in enkele minuten de aan
wezigheid van ziektekiemen
kan aantonen. Daarmee is de
tijd die doorgaans gemoeid is
met het stellen van een diagno
se. met meer dan een factor
1000 teruggebracht.
De chip bestaat uit een groot
aantal micro-elektroden die elk
meer dan 100 maal zo dun zijn
als een mensenhaar. De super
dunne elektroden zijn met be
hulp van lasers vervaardigd.
Door heel geringe spanningen
tussen deze elektroden te creë
ren kan men micro-organismen
identificeren. Dit is mogelijk
omdat elk soort micro-organis
me weer iets anders op een
elektrische lading van een zeke
re sterkte reageert. Door het
grote aantal micro-elektroden
in de chip kan dat gedrag tot in
de finesses in kaart worden ge
bracht. En uit dat gedragspa
troon kan worden afgeleid met
wat voor soort micro-organis
men men te maken heeft.
„Deze detectiemethode", legt
professor Ron Pethig, laserdes-
kundige en hoofd van de afde
ling Bio-elektronica en -com
putersystemen van de Wales-
universiteit in Bangor uit, „is
min of meer afgeleid van de zo
geheten elektroforese. die al ja
ren wordt toegepast. Daarmee
vinden kwantitatieve eiwitana
lyses met behulp van elektri
sche velden plaats. Elektrofore
se levert onder meer een eiwit
spectrum op waarmee de on
derlinge verhouding van eiwit
ten in bloedserum kan worden
bepaald. Bepaalde eiwitten ne
men namelijk in concentratie
toe wanneer ergens in een or
ganisme sprake is van een ont
steking. Het eiwitspectrum van
een patiënt levert dus veel in
formatie voor de uiteindelijke
diagnose."
„De chip met het elektroden-
raster zorgt voor labeling van
de te onderzoeken micro-orga
nismen," zegt Pethig. „Je stuurt
die organismen door dat raster
heen en registreert hun gedra
gingen. Dat betekent dat er dus
als het ware nat gewerkt wordt;
een klein druppeltje op de chip
is al voldoende, maar het is ook
mogelijk om de chip te plaatsen
in een detectievat dat met de te
onderzoeken vloeistof wordt
gevuld."
Om uit te zoeken welke soorten
micro-organismen er in een
vloeistofmonster zitten is nu
een kwestie van twee tot vier
minuten, aldus Pethig. Voor het
stellen van een diagnose aan de
hand van een bloedmonster
heeft men nu toch al gauw een
aantal dagen nodig. Pethig; „Er
moeten vaak kweken op voe
dingsbodems in schalen wor
den gemaakt om te zien wat
voor gemene micro-organis
men er in het bloed van een pa
tiënt of in het water van een
willekeurige sloot schuilen.
Daar heb je laboranten, analis
ten, artsen, microscopen,
broedstoven en tal van andere
apparaten en artikelen voor no
dig. En vooral veel tijd."
„Nu kan dat in een minstens
duizend maal kortere tijd tegen
een zeker tienduizend maal la
gere prijs. De onderzoeksdia-
gnose kan zelfs door een com
puter worden getrokken. Om
nog maar te zwijgen van de be
sparingen aan ziektekosten en
epidemiebestrijding die snelle
re diagnoses met zich mee
brengen."
De afdeling van Pethig werd
een klein jaar geleden in ge
bruik genomen en is sindsdien
in recordtempo uitgegroeid tot
hèt ontwikkelingscentrum in
Engeland van het grensgebied
tussen micro-elektronica en
microbiologie. De onderzoe
kers hebben de chip, mede
dank zij in totaal bijna vijf mil
joen gulden steun van het En
gelse ministerie van Handel en
Industrie en van de Weten
schappelijke Raad voor Bio
technologie en Biowetenschap-
pen, ontwikkeld in nauwe sa
menwerking met een zestal
grote Britse bedrijven uit de ge
zondheids- en de voedingssec
tor.
Pethig weet echter nog niet
wanneer de biochip in produc
tie zal worden genomen. Hij
denkt zelf dat dat pas kan wan
neer er meer duidelijkheid is
over de consequenties ervan.
Want het is niet ondenkbaar
dat duizenden artsen, analisten
en laboranten door deze chip
straks overbodig zullen worden.
En niet alleen in Engeland...
HORIZONTAALS. Kritische opmerking van een Duitse schrijver (8); 5. Echtedag
om erop te komen (8); 6. Eender ontbreekt er een dier (4);8. In de regel gewoon
zonder vis (4); 10. Letters van één kleur(5); 12. Serieuze jongen (5).
VERTICAALS. Met grote snelheid een web maken (6); 2. Knoei om zo'n figuur te
slaan! (6j; 3. De geplooide kant van een luchter zonder verlichting(5); 4. Het te
genovergestelde van incasseren? (5); 7. Kortom, het is ook nog een Europeaan
(5); 9. Ook drinkbaar (4); 11. Juist voor de vangst (3).
Oplossing van dinsdag:
1laag-egaal-Gemaal 2. gier-groei-Roerig 3. kano-kanon-Ondank 4. veen-ze-
ven-Evenzo 5. neer-meren-Noemer 6. nest-steen-Testen 7. pret-peter-Expert
8. moet-motel-Melote 9. tent-tante-Attent 10. pens-snoep-Nopens
Gevraagd woord: GROENTEMAN
Professor Ron Pethig met zijn microchip.
HEINZ
Schoner wassen
dankzij een aan de Universiteit Twente ontwikkelde sensor
binnen afzienbare tijd schoner worden gewassen met mind
Ntroomgebruik. Een plaatje van een paar vierkante millimei
kan nauwkeurig bepalen hoeveel wasmiddel nodig is en he
vasproces stoppen als de was schoon is. De door ir. G. Laq
eis ontwikkelde multisensor test tijdens het wassen versch
ne malen het waswater. De sensor is in staat temperatuur, ri
bleekactiviteit, geleidbaarheid en beweging van het waswaï
meten. Ook geeft de sensor informatie over de vuildeeltjesi
in het water zweven.
Ondanks vele verbeteringen zijn wasmachines nog steeds v
ter- en energievreters. Dank zij slimme elektronica draaien
een complex programma af van chemische en mechanisch
processen. Volgens Langereis kon het echter nog beter. Hei
leem is nog in ontwikkeling, maar de industrie heeft grote I
langstelling voor de sensor, die eenvoudig en compact in d r
wastrommei te installeren is. Voor de aansluiting bijvoorbe 'n'
zijn slechts vier draadjes nodig.
Afbreekbare verpakking
Komkommers en paprika's kunnen worden verpakt in eei eic
logisch afbreekbaar jasje van plastic, gemaakt uit een rest; zi
van verwerkte oliezaden. Het spul is ontwikkeld door hetj it
rikaanse instituut voor landbouwkundig onderzoek in Bel tic
Maryland. Bij de productie van plantaardige olie uit zadet i
veel afval over, waarvan het meeste naar de diervoederfab te
gaat. I let afval bevat veel glyceriden en fosfolipiden. Deze olj
standdelen maken het biologisch afbreekbaar, kneedbaar :ht
oplosbaar in water. Voor de plasticproductie moeten het v isti
en hexaan er weer uit worden gehaald door het te vriesdrt lat
bij min veertig graden Celsius en vervolgens fijn te malen sti
de overgebleven pasta wordt uitgespreid over glasplaten id
zich een dunne, flexibele film. Deze plastic laag kan bijvoi aki
beeld worden gebruikt om verse waar te verpakken, zoals bij»
ka's en komkommers. Een andere toepassing is het inkap i g
van pesticiden en andere chemicaliën die langzaam moet sti
werken. Fabrikanten van geneesmiddelen die langzaam ii ree
lichaam moeten vrijkomen hebben al belangstelling getot rh»
Ook wordt er gewerkt aan een gel om het haar te verstevij ïtii
te kleuren.
hi
rik
De meeste wetenschappers zijn ervan overtuigd dat alcoh »n
me niet alleen door socio-economische, culturele of samt itr
vingsfactoren wordt beïnvloed, maar dat ook erfelijkheidi
rol speelt. Het zoeken naar het daarvoor verantwoordelijk t;
blijkt echter verre van eenvoudig. Men vermoedt dat verst »n
dene op elkaar inwerkende genen de drang tot alcohol be »n
In hun zoektocht naar de erfelijkheid van alcoholisme ziji
tenschappers aangewezen op experimenten met dieren
Zo ontdekten Amerikaanse wetenschappers van de univet d
van Washington in Seattle bij muizen een duidelijk verbat de]
tussen een bepaald gen en alcoholverslaving. Of hun bevi n
gen ook op mensen van toepassing zijn, moet nog wordei t
derzocht. De wetenschappers hebben vastgesteld dat rattt dat
wie men een voorliefde voor alcohol had aangekweekt, ee t
tere hoeveelheid van de neurotransmitter proteïne Y in tx i
de delen van de hersenen bezaten. Een neurotransmitter
chemische stof die zorgt voor de overdracht van signalen
priklcels tussen zenuwcellen onderling of tussen zenuwce
spieren. Daarbij spelen de neuropeptiden, dat zijn eiwitte )en
aan het uiteinde van de zenuwcellen worden aangemaakt
een rol.
Drankzuchtige muizen
bij»
UMl
,aJi val
eid val
Drankzuchtige muizen 2
De onderzoekers kweekten via genetische manipulatie twi:on
soorten muizen. Bij de ene groep werd de neuropeptide Y :Cï
wijderd. Bij de andere groep stimuleerden zij in bepaalde di
van de hersenen een zeer sterke productie van deze prote n(j
De muizen zonder Y-peptide bleken dubbel zoveel aJcoho
ven water te verkiezen, zonder echter onder invloed van dr"3
cohol te faken. De muizen die een hoge hoeveelheid van trad
neuropeptide produceerden, kozen daarentegen zeer zeld ev<
voor de alcoholische dorstlesser, maar reageerden wel on jS{,
meen heftig erop. Volgens de wetenschappers veroorzaal
neuropeptide Y bij muizen duidelijk een overgevoeligheit
alcohol.
De vraag blijft echter of de muizen van de tweede groep arjde
met alcohol proberen te overwinnen. Tijdens de experime
bleek immers dat alcohol bij de muizen met peptide Y et
angst- en stressverminderende werking had. De muizen j_
de peptide grepen bij onlustgevoelens niet automatisch n;
fles en leken de kalmerende werking van alcohol eerder al
prettig, maar niet noodzakelijk nevenverschijnsel te ervan
schoon het nog veel te vroeg is om van een oplossing voot
erfelijk alcoholisme te spreken, betekent het experiment ti
een doorbraak. De neuropeptide Y heeft een zeer breed w
kingsveld en is onder meer een van de belangrijkste eetlus
mulerende basisstoffen in het menselijk lichaam. Bij vei dt
derzoek moet worden bekeken of deze eetlustprikkelende
ook bij mensen de drang naar alcohol stimuleert. ^et
she
iatl(
hide,
yis
den
k<
I
/fé/a/z- /s
K A r\/<C
zn!
A i
j _L_
75
Ret
