Synthetisch biologen ontwerpen en herontwerpen cellen. Hun biologische modules steken zo eenvoudig in elkaar dat je er ook als leek thuis mee aan de slag kan, om antibiotica te maken bijvoorbeeld.

De Duitse journalist Sascha Karberg was het op een gegeven moment kotsbeu, de vele hondenuitwerpselen rond zijn huis. Maar hoe kon hij achterhalen van wiens hond ze kwamen? In plaats van ze steeds op te ruimen, nam hij de drollen mee naar binnen en analyseerde hun DNA. Vervolgens wierp hij tennisballen naar honden uit de buurt om aan speekselstalen te raken. Hij kon de dader al snel vatten en sprak zijn baasje aan. 

Vroeger zou Karberg hiervoor dure apparatuur en een universiteitslab nodig hebben gehad. Vandaag is er een alternatief. Karberg maakt deel uit van de beweging Do-It-Yourself Biology. DIY-biologen willen met moleculaire biologie aan de slag buiten de klassieke, academische context. Ze spiegelen zich aan Steve Jobs of Steve Wozniak, die in hun garages de nieuwe computerrevolutie voorbereidden. DIY-biolo- gen hopen op hetzelfde, maar dan in biotechnologie.

Korte geschiedenis

DIY-biologie dook voor het eerst op rond 2005. Katherine Aull bouwde haar kleerkast om tot een lab en knutselde haar materiaal bijeen met keukenapparatuur, de rest kocht ze online. Haar doel was testen of ze drager was van hemochromatose, een genetische ziekte die leidt tot een dodelijke ijzeropstapeling in het lichaam.

Een ander voorbeeld is Hugh Rienhoff. Zijn dochter leed aan een onbekende genetische ziekte waarmee de dokters geen raad wisten. Ook hij ging thuis zelf aan de slag. Daar analyseert hij het DNA van zijn dochter, op zoek naar de afwijking. 

In de eerste jaren haalden vooral dit soort individuele gevallen de media. DIY-biologie kreeg bijnamen als garagebiologie, keukenbiologie of amateurbiologie. Sinds 2010 ontstaan ook gemeenschappen die samen een laboratorium inrichtten in afgehuurde ruimtes. Vaak steunen ze op crowdfunding, afgedankt labmateriaal of zoeken ze inkomsten via lidgeld en de organisatie van workshops. Vroege voorbeelden van zulke gemeenschapslabs zijn GenSpace in New York en BioCurious in Silicon Valley. Ondertussen bestaan er labs over heel de wereld.

Biologen worden hackers

DIY-biologie ontstond onder de impuls van een reeks factoren. Het is de voorzetting van de zogenoemde hackerspaces. Hackers begonnen al in de jaren negentig met het sleutelen aan computers of schrijven van opensourcesoftware. DIY-biologie werkt op een gelijkaardige manier, maar dan met biologisch materiaal.

Dat biotechnologie pas nu toegankelijk is voor amateurs heeft te maken met de complexiteit ervan. Rond 2005 ontstond er een nieuwe discipline binnen de moleculaire biologie: synthetische biologie. Via een ingenieursbenadering hopen synthetisch biologen op een standaardisering van de biologie. Hun doel is het verkrijgen van een database van biologische modules die je zo eenvoudig in elkaar kan steken als legoblokken. Biologie wordt gemakkelijker met als gevolg dat je ook als leek aan de slag kan met DNA.

Die vereenvoudiging lag aan de basis van de International Genetic Engineered Machine-wedstrijd (iGEM). Dat is een aansporing voor studententeams om met synthetische biologie de meest innovatieve biologische systemen te ontwerpen. Die begon in 2003 met enkele studenten van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en groeide uit tot een wereldwijd fenomeen. In 2015 deden er 250 teams van over de hele wereld mee. In België en Nederland zijn er onder meer teams aan de KU Leuven, de TU Delft en de TU Eindhoven. 

Vanuit iGEM stichtten Jason Bobe en Mackenzie Cowell in 2008 het DIY- bionetwerk (DIYbio.org). De organisatie wil biologie toegankelijk maken voor alle geïnteresseerden en groeide uit tot een netwerk van meer dan 50 DIY-biologielabs en een mailinglist met 4.600 abonnees. 

Tot slot zijn er nog de dalende kosten van de apparatuur in de biotechnologie. Enkele decennia geleden konden alleen overheden of grote bedrijven haar kopen. De kostprijs om DNA te synthetiseren is ondertussen zo laag dat ook een DIY-bioloog er de middelen voor kan vinden. De apparatuur is niet alleen goedkoper, maar ook exacter en eenvoudiger in gebruik. Er bestaan zelfs bedrijven die het gevraagde DNA op bestelling synthetiseren.

In België en Nederland

DIY-biologie is vooral populair in de Verenigde Staten, maar ook in Europa en Azië ontstaan gemeenschapslabs. Bekende voorbeelden zijn La Pailasse in Parijs of BioGaragen in Kopenhagen. Ook in België, en vooral in Nederland, zijn er al verscheidene laboratoria.

In Nederland is het voornaamste voorbeeld het open wetlab van de Waag Society in Amsterdam uit 2012. Naast projecten met kunstenaars, organiseert het een Biohack Academy, een van de eerste opleidingen voor DIY-biologen. Je kan er naast de basiselementen van de synthetische biologie ook een lab leren bouwen en experimenten opzet- ten. Voorts opende het deze zomer een microben-pop-up-winkel, waarin het zijn biobank opende voor het publiek. Je kan er bacteriën, schimmels of algen bekijken en kopen. 

In hetzelfde jaar ontstond ook Bio- Art Laboratories in Eindhoven. Met zo’n 30 leden organiseren ze vooral events met een artistieke insteek, zoals workshops en tentoonstellingen. DIYbio Groningen bestaat sinds 2013 en heeft een harde kern van vijf leden. Ze willen vooral meer hightech-technieken van de biologie binnen handbereik van het grote publiek brengen.

Een van hun jongste projecten is het ontwerp van goedkopere alternatieven voor de klassieke PCR-apparatuur, zoals de miniPCR en de OpenerPCR. PCR staat voor polymerasekettingreactie. In België werd in 2012 DIYbio Belgium (diybio.be) opgericht. Het bestaat uit een tiental leden die elkaar vooral informeel ontmoeten. Ze zijn van plan een laboratorium te openen en richten zich vooral op het toegankelijk maken van synthetische biologie voor het brede publiek.

In Gent werd dit jaar ReaGent opgericht. Het houdt zich bezig met een hele reeks projecten, bijvoorbeeld het gebruik van schimmel bij de productie van isolatiemateriaal of zelfs van schoenen. Voorts organiseert het workshops waar kinderen de wondere wereld van de biologie kunnen ontdekken door DNA uit bananen te halen en microscopen te bouwen met smartphones. ‘Het klassieke onderwijs gebeurt te veel op papier terwijl DIY-biologie praktisch is. Het gaat om echte ervaringen die je zelf kan gebruiken’, zegt Niek D’Hondt van ReaGent.

Het doel van DIY-biologie

DIY-biologen zien in hun labs een oplossing voor de problemen van de geïnstitutionaliseerde wetenschap. Ze kunnen bezig zijn met het onderzoek dat hen echt interesseert, eerder dan wat ze in naam van anderen moeten doen. Ze zien wetenschap als iets dat weer leuk kan worden en van vooroordelen zoals ‘saai’, ‘moeilijk’ of ‘wereldvreemd’ af kan raken. Voorts willen DIY-biologen volledig vrij aan technologie sleutelen, zonder de druk dat het meteen iets moet opbrengen. Bovendien willen ze het grote publiek enthousiast maken voor biologie, of juist aanzetten tot kritische reflectie. 

Waarom zijn die DIY-biologie-laboratoria nodig? Kunnen deze dingen niet in de universiteiten? ‘Omdat wij toegankelijk zijn voor iedereen, van eender welke afkomst’, zegt Jonathan Ferooz van DIYbio Belgium. ‘Aan de universiteit moet je een volledige cursus volgen en voor examens slagen.’ Bij DIY-biologie kan je meteen aan de slag met wat jou interesseert. ‘Door de lage kosten, maakt DIY-biologie het mogelijk om biologie binnen handbereik te brengen van iedereen’, treedt Richel Bilderbeek van DIYbio Groningen, hem bij.

Door de associatie met hackerspaces is er enige terughoudendheid van de universiteiten. Termen als biohackers of biopunks zijn vooral voorbehouden voor degene die meer ingrijpende ex- perimenten uitvoeren, zoals je eigen lichaam ‘hacken’. Zo krijg je projecten waarin biohackers chips onder hun huid inplanten waarmee ze hun tele- foon of deur kunnen ontgrendelen. Of ze laten magneten onder de vingertop- pen plaatsen waardoor ze in staat zijn om de afstand tot voorwerpen te ‘voelen’. Zulke ambities sluiten aan bij het transhumanisme, dat de menselijke natuur als een geheel van te overwinnen begrenzingen ziet.

Bioterror en bio-error

DIY-biologie is een vrij recent en kleinschalig fenomeen. Het ziet er niet naar uit dat het de centrale rol van universiteiten verdringt of ermee kan concurreren. De meeste DIY-biologen zien zichzelf eerder als een toevoeging of een correctie op de bestaande instituten. Een zorg die vaak terugkomt, is of DIY-biologie niet gevaarlijk kan zijn. Maakt DIY-biologie het niet mogelijk dat mensen ongecontroleerd virussen brouwen in hun garage? Of kan de amateurbioloog niet per ongeluk bepaalde stoffen of organismes vrij laten in de natuur, met catastrofale gevolgen? Zeker ook omwille van de controverse over ggo’s in het verleden kwamen al snel ethici bij DIY-biologen op de deur kloppen of de FBI die spe- ciale contacten onderhoudt met verscheidene groepen.

Het koppel van bioterror en bio-error wordt vaak besproken in reflecties op DIY-biologie, maar wordt ook vaak overroepen. ‘Als ze horen dat we met allerlei chemische een biologische producten bezig zijn, denken mensen plots dat we overal spontaan aan gaan likken’, zegt Marilyn De Graeve van ReaGent. De meeste leden van DIY-biologiegroepen zijn geen echte amateurs, maar mensen die biologie studeren of zelfs doctoraten in biologie hebben. Ze kennen dus wel iets van labveiligheid. Voorts stelde de gemeenschap van DIY-biologen een ethische code op en vereist het lidmaatschap bij vele groepen de ondertekening van een gedragscode. Door de kleinschaligheid is de sociale controle ook groot, waardoor individuen met slechte bedoelingen er snel uitspringen.

Bovendien zijn de meeste DIY-biologielabs simpelweg niet in staat om iets werkelijk gevaarlijks te doen, aangezien ze werken met producten die niet gewaagder zijn dan dat wat je vindt in de gewone doe-het-zelfzaak.

Van echte synthetische biologie is er vaak geen sprake, zeker niet in Europa. Ellen Jorgensen, de oprichter van Genspace, vat het samen in haar TED Talk. ‘De pers heeft de neiging onze capaciteiten te overschatten en onze ethiek te onderschatten.’ 

De DIY-biologie zit met een imagoprobleem, hoewel er zeker risico’s bestaan. Dat imagoprobleem staat ook aan de oorsprong van het leeuwendeel van haar projecten. DIY-biologen willen het publiek bewustmaken dat biologie niet zo gevaarlijk en moeilijk is als ze vaak wordt voorgesteld. Iedereen kan het doen, en juist door iedereen met biologie in contact te brengen, kan je de schrik voor bijvoorbeeld ggo’s wegnemen. Ze geloven dat biotechnologie steeds centraler in ons leven komt te staan. 

Juist zoals we ons enkele decennia geleden nog afvroegen wat we überhaupt met een persoonlijke computer zouden kunnen doen, wordt nu het potentieel en nut van persoonlijke biotechnologie onderschat. Je zou thuis je zeep, schoenen of zelfs antibiotica kunnen kweken? Hoewel dat nog iets onbeduidends lijkt, geloven DIY-biologen dat daar de toekomst ligt. 

Aan de slag in jouw keuken

Een hele reeks biologische experimenten kan je zo in je keuken doen. De instructies vind je op allerlei DIY-websites, zoals Reagentlab.org en thehomescientist.com. Een simpel voorbeeld is de creatie van een ‘alien-ei’. Je hebt enkel azijn nodig, waarin je dat ei enkele dagen onderdompelt. Eischaal bestaat uit kalk die de azijn afbreekt, wat resulteert in een intact ei zonder schaal. Gelijkaardig kan je ook een ei koken zonder warmte, door het in alcohol te baden. Het koken van ei zorgt voor ‘denaturatie’ van de proteïnen, alcohol heeft hetzelfde effect.

Uitdagendere voorbeelden zijn DNA-extractie uit bananen, het laten groeien van bacteriën en schimmels of de werking van enzymen tonen. Voor DNA-extractie heb je enkel vloeibaar af- wasmiddel, zout en een bron van alcohol als ethanol of spiritus nodig. Het afwasmiddel breekt de cellen open, terwijl alcohol het DNA doet samenklonteren omdat het er niet in oplost. Het resultaat is dat je het DNA van het fruit zichtbaar ziet verschijnen.

Artikel: Kim Verhaeghe