De Franse Nobelprijswinnaar Jean-Marie Lehn reflecteert over het ontstaan van het leven en de toekomst van de technologie. ‘We kunnen het vuur toch niet teruggeven aan Prometheus?’

‘De scheikunde heeft van stof leven gemaakt’, stelt de Franse wetenschapper Jean-Marie Lehn met grote stelligheid. ‘Eerst was er de fysica, de energie. Vervolgens ontstond de materie: de atomen, de scheikundige elementen, die met elkaar begonnen te interageren, tot ze uiteindelijk leven creëerden. Dat werd via de dubbele spiraalstructuur van de DNA-molecule voorwerp van de biologie. Voor mij is het hoogtepunt van de evolutie De denker van Auguste Rodin. Het denken is het meest gesofisticeerde dat de natuur tot dusver heeft voortgebracht.’

Lehn kreeg in 1987 de Nobelprijs Scheikunde voor zijn werk in de supramoleculaire chemie, die de organisatie van moleculen bestudeert. Hij interesseert zich vooral voor het concept van zelforganisatie, dat hij ‘het belangrijkste aspect van de evolutie’ noemt: de evolutie van scheikundige verbindingen en van het leven wordt versneld door het feit dat er op veel niveaus een spontane organisatie opduikt, die het bouwwerk vlotter laat verlopen dan wanneer alle puzzelstukjes afzonderlijk moeten worden ingepast.

Zelforganisatie is ook een sleutelelement in de nanotechnologie: het knutselen op piepkleine schaal, op moleculair niveau. Men wil van moleculen een soort machines maken met een rol in materiaalkunde en elektronica, maar ook in de geneeskunde van de volgende generaties. Kleine moleculen zullen door een lichaam snellen op zoek naar schade die ze moeten herstellen. Ze zullen minuscule sensoren meekrijgen, zodat ze zelfs schade kunnen herstellen voor de drager van een lichaam zich van het probleem bewust is.

Lehn was een van de wereldautoriteiten die begin december in Brussel te gast waren voor de 21e conferentie van de Internationale Solvay Instituten. Begin vorige eeuw waren die conferenties wereldvermaard, onder meer door de aanwezigheid van legendarische wetenschappers als Albert Einstein en Marie Curie. Recent werd ze nieuw leven ingeblazen. Op de jongste conferentie werd een stand van zaken inzake moleculaire machines opgemaakt.

In de marge van dat gebeuren vond Lehn een beetje tijd voor een gesprek.

Zijn moleculen niet zelf een soort machines, gebouwd door de natuur?

JEAN-MARIE LEHN: Ongetwijfeld, hoewel we nog altijd niet alle stappen kennen waarmee de eerste moleculen uit het stof van de ruimte zijn gemaakt. We weten, bijvoorbeeld, wel dat een van de vier bouwstenen van de genetische code, het adenine, vrij eenvoudig gemaakt kan worden met vijf moleculen waterstofcyanide, dat algemeen is in de interstellaire ruimte. Doe daar wat water bij, en je krijgt een tweede van die bouwstenen: guanine.

Gelooft u dat er leven móést komen zodra die moleculen waren gemaakt?

LEHN: Er zijn mensen die denken dat het allemaal toeval was. Anderen denken dat de materie over eigenschappen beschikt die maken dat er bijna per definitie leven uit moest voortvloeien. Ik behoor tot die laatste school.

Nadat het begonnen was, werd het almaar complexer?

LEHN: Zelforganisatie heeft zich op alle niveaus afgespeeld. Op het niveau van de kosmos, onder meer onder invloed van de zwaartekracht. Op het niveau van de materie door het ontstaan van elektromagnetische krachten, waarna het niet-leven leven kon worden. In dat leven is er een almaar snellere evolutie van een- naar meercelligen met een steeds hogere complexiteit.

Loopt dat proces nog altijd door?

LEHN: Natuurlijk. Veel mensen menen dat wij het einde zijn, maar dat is fout. Het getuigt van veel arrogantie te denken dat het bij ons zal stoppen.

Waar gaan we dan naartoe?

LEHN: Dat weten we niet, en misschien gelukkig maar. Hoewel ik zeer benieuwd zou zijn naar het leven over pakweg duizend jaar. Ik vind het altijd wat vreemd als mensen zeggen dat de relativiteitstheorie van Albert Einstein het meest fundamentele inzicht in onze wereld biedt. Dat is misschien waar, maar het meest fundamentele is niet noodzakelijk het belangrijkste inzicht. Voor mij is de belangrijkste vraag hoe het überhaupt mogelijk was dat iemand als Einstein kon ontstaan om vervolgens zijn theorieën te ontwikkelen.

Is er een andere vorm van leven denkbaar dan wat wij nu zien en zijn?

LEHN: Dat hangt van de uitgangspunten af. Als de condities van temperatuur en druk elders vergelijkbaar zouden zijn met wat op aarde heerst, zouden de bouwstenen van het leven er misschien niet identiek zijn aan die van ons, maar ze zouden er wel sterk op lijken. Wat natuurlijk niet wil zeggen dat er ook levensvormen met handen en een neus zouden ontstaan.

En in totaal verschillende omstandigheden?

LEHN: Een interessante vraag die we alleen met extrapolaties kunnen trachten te beantwoorden. Op planeten met veel hogere temperaturen dan op de aarde zouden de scheikundige verbindingen veel sterker zijn, wat veel minder mogelijkheden tot verandering zou impliceren.

En een minder snelle evolutie?

LEHN: Dat is denkbaar.

Hebt u een god nodig om deze complexiteit te verklaren?

LEHN: Ik deel terzake de mening van mijn illustere Franse collega Pierre-Simon Laplace, die zei dat God een hypothese was die niet in zijn formules paste.

Begrijpt u dat andere mensen in God geloven?

LEHN: Uiteraard. Omdat we nog lang niet op alle vragen een bevredigend antwoord hebben, kan het comfortabel zijn iets achter de hand te houden dat wel alles weet.

Is er een niveau van organisatie waar we nog geen zicht op hebben?

LEHN: Ongetwijfeld. Dat het leven zo complex is kunnen worden, dat wezens zijn beginnen te denken, is een fascinerende ontwikkeling. Veel mensen denken nu na over hoe dat is kunnen gebeuren, maar ik vrees dat ze wat geduld zullen moeten oefenen voor ze tot een bevredigend antwoord komen.

Er wordt geopperd dat de kracht van de hersenen in het complexe netwerk van hersencellen schuilt.

LEHN: Dat is een mogelijkheid, maar het is ook mogelijk dat er totaal onbekende moleculen in het spel zijn. Ik denk persoonlijk dat het bewustzijn vooral een netwerk is, met veel interacties tussen cellen, maar dat het geheugen misschien iets anders is, gebaseerd op moleculen. Waarbij we ons kunnen afvragen of er een bewustzijn mogelijk is zonder geheugen. Maar dat is speculatie.

De basis van de genetica is simpel: vier bouwstenen. Toch komt daar een grote complexiteit uit voort.

LEHN: Oh, maar met vier letters kom je al een heel eind. Kijk naar hoeveel informatie wij in onze computers met hun binaire systeem opslaan. Scheikunde is niet alleen een wetenschap van structuur en transformatie van materie, maar ook van informatie. Scheikunde dringt door tot de intimiteit van een molecule, en legt de sociologie van de moleculaire wereld bloot.

Sociologie impliceert interacties. Hoe manifesteren die zich op moleculair niveau?

LEHN: Een belangrijk en sterk beeld terzake werd in 1894 gelanceerd, door de chemicus Emil Fischer: dat van de sleutel en het slot. Moleculen zijn zo geplooid dat ze perfect op elkaar kunnen passen als een sleutel in een slot. Dat impliceert uiteraard een ontwikkelde vorm van moleculaire herkenning. De doders uit ons afweersysteem kunnen een kankercel onderscheiden van een lichaamscel die ze met rust moeten laten. Het aidsvirus herkent de witte bloedcellen waarin het zich kan voortplanten. De supramoleculaire chemie bestudeert die interacties, die herkenning.

Kan u een voorbeeld geven van hoe zoiets functioneert?

LEHN: In het versturen van informatie door het zenuwstelsel zijn de chemische elementen natrium en kalium van groot belang. Dat zijn bolletjes met verschillende afmetingen. Er is al een vorm van herkenning van die elementen via hun dimensies. Ik interesseer me sterk voor cryptanten en cryptaten: moleculaire bollen waarin kleinere bolletjes passen. Hun afmetingen kunnen sterk verschillen, zodat ze verschillende elementen kunnen opnemen. Dat introduceert een specificiteit die nuttig kan zijn voor, bijvoorbeeld, de geneeskunde. Veel farmaceutische ontwikkelingen van vandaag zijn niet meer dan het maken van een sleutel die in een welbepaald moleculair slot past.

Zelforganisatie speelt ook een rol in de nanotechnologie die vandaag ontwikkeld wordt?

LEHN: Inderdaad. Nanowetenschap is geprogrammeerde zelforganisatie. Het zal op termijn te duur en te moeilijk worden om op steeds kleinere schaal te werken, tenzij we gebruik kunnen maken van het feit dat moleculen niet dom zijn en zelf dingen kunnen.

Hebt u iets bijgeleerd op de Brusselse topconferentie over nanotechnologie?

LEHN: Dat we nog een hele weg te gaan hebben. De discipline is de puberteit nog niet ontgroeid. Het zal vooral een kwestie zijn van de juiste moleculen vinden. Je kunt trouwens niet alleen een sleutel zoeken die op een slot past, maar je kunt een slot ook zijn eigen sleutel laten maken.

Is het daarbij de bedoeling de natuur te verbeteren?

LEHN: We kennen de werking van een aantal moleculaire systemen. We weten perfect wat er gebeurt als een spier samentrekt om een arm te laten bewegen. Dat wordt mogelijk door moleculen die over andere moleculen lopen. We zoeken nu naar artificiële systemen voor beweging. Het feit dat het in de natuur bestaat, geeft ons daarbij een vorm van vertrouwen. Zo hebben we lang geleden gezien dat vogels konden vliegen, wat wij snel hebben willen nabootsen – kijk maar naar Daedalus. Aanvankelijk probeerden we dat met flappende vleugels, zoals vogels, maar dat lukte niet. Het is pas nadat we het concept van het vliegen grondig hadden geanalyseerd dat we efficiënte vliegtechnieken konden ontwikkelen. Nu vliegen onze vliegtuigen beter dan vogels.

Er zijn mensen die zich zorgen maken om de mogelijke gevaren van nanotechnologie.

LEHN: Ik vind dat vreemd, om verschillende redenen. Ten eerste zijn er altijd nanodeeltjes geweest die in ons lichaam terechtkwamen, zoals stofdeeltjes die we inademen of virussen. We kunnen daarmee leven. Ten tweede is er geen vooruitgang mogelijk zonder het verkennen van nieuwe grenzen. We kunnen daar toch niet mee stoppen? We kunnen het vuur toch niet teruggeven aan Prometheus? De weerstand tegen het onderzoek van stamcellen voor toepassingen in de geneeskunde is ronduit misdadig. De techniek heeft een enorm potentieel. Op termijn zal iemand er, bijvoorbeeld, een tweede hart mee kunnen laten maken dat zijn oorspronkelijke hart vervangt als dat versleten raakt.

Begrijpt u niet dat een aantal mensen daarvan huiveren?

LEHN: Niet echt, nee, zolang we voorzichtig blijven. En we blijven voorzichtig. Ik begrijp evenmin de weerstand tegen genetisch gewijzigde organismen. Zo’n ingreep is veel veiliger dan wat we vroeger deden, toen we zomaar appels of koeien kruisten om nieuwe varianten te maken, zonder dat we wisten wat er gebeurde. Met genetische modificatie weten we precies wat er gebeurt.

Hoe voorzichtig moeten we dan zijn?

LEHN: Er is een duidelijke grens tussen voorzichtigheid en het voorzorgsprincipe waar nu zo veelvuldig mee geschermd wordt. Dat zegt dat je niets mag doen als je niet zeker weet of er geen probleem kan opduiken, wat heel verlammend werkt. Het zal de volgende generaties verhinderen vooruitgang te boeken. Als je een weg oversteekt, ben je voorzichtig: je kijkt eerst naar links, dan naar rechts, en vervolgens steek je over. Volgens het voorzorgsprincipe steek je niet over, omdat de kans bestaat dat je op de weg overreden wordt. Je blijft dus altijd aan dezelfde kant.

Nanodeeltjes zouden in een lichaam zelfstandig kunnen gaan leven, zoals virussen?

LEHN: Daar zijn we nog héél ver van verwijderd. Maar virussen bestaan, en we hebben ermee leren leven, zelfs voor we wisten dat ze er waren. Wetenschappers zijn niet gek, wat niet wil zeggen dat er geen gekken zijn die misbruik kunnen maken van wetenschap. De natuur heeft me handen gegeven, waar ik mee kan strelen, maar evengoed mee kan slaan. Bedrijven weten echter dat ze zwaar zullen boeten als ze moeilijkheden veroorzaken met hun producten. Ze hebben er dus belang bij uiterst voorzichtig te zijn.

We moeten er dus vooral voor zorgen dat we misbruiken vermijden?

LEHN: Inderdaad. Maar we moeten vooral aanvaarden dat er risico’s bestaan. De meeste mensen denken, als ze in hun wagen stappen, niet aan een boom waar ze tegenop zouden kunnen botsen. Angst is een slechte raadgever. Als je bang bent voor een ongeval, stap je niet in een auto of steek je nooit een weg over. Maar de media focussen altijd op de aanrijdingen, en nooit op de miljoenen mensen die elke dag probleemloos thuiskomen of de overkant van de weg bereiken.

DOOR DIRK DRAULANS