Microbiële gemeenschappen in de natuur en laboratorium - Interview

Mijn naam is Ed DeLong en ik ben professor aan het Massachusetts Institute of Technology. Ik heb feitelijk een dubbele aanstelling in de civieltechnische en milieukunde en in de biologische technologie, wat misschien als een ongebruikelijke combinatie kan overkomen omdat ik echt in twee verschillende werelden sta. Een van de aspecten van ons onderzoek heeft betrekking op het milieu en specifiek op micro-organismen: hoe zij het milieu beïnvloeden en hoe het milieu hen beïnvloedt; dat is het civieltechnische en milieukundige gedeelte, het milieu-onderdeel van ons programma.

Het andere aspect dat we bestuderen, heeft meer te maken met biologische engineering. Wat drijft microben aan? Hoe zijn ze opgebouwd?

Hoe werken de verschillende onderdelen die een microbe, microben of microbiële gemeenschappen vormen, in synergie samen? De alliantie tussen deze twee vakgebieden werkt dus vrij goed. Mijn eigen specifieke achtergrond ligt in de algemene microbiologie, gecombineerd met een beetje oceanografie.

Ik heb mijn bachelordiploma in de bacteriologie behaald aan de UC Davis. Daarna heb ik mijn PhD behaald aan het Scripps Institute of Oceanography. Mijn PhD is eigenlijk in de mariene biologie, als u dat kunt geloven.

En hier ben ik nu, aan het MIT. Hoe is dat gebeurd? Het vakgebied van de microbiologie is zeer snel aan het veranderen.

Een van de grootste invloeden op ons huidige begrip van microben is de technologische vooruitgang op het gebied van genomica. Gewoonlijk zijn microben, wanneer men ze onder een microscoop bekijkt, zeer moeilijk te identificeren. Er zijn verschillende vormen en groottes, maar die vertellen niet echt veel over welk organisme het is of wat het precies doet.

En daarom waren microbiologen doorgaans grotendeels beperkt tot het bestuderen van microben in het laboratorium, wat ongelooflijk krachtig is geweest. Het is in zekere zin een uitvloeisel van de medische microbiologie. Men kan immers een microbe uit het milieu isoleren, net zoals men een chemische stof kan isoleren.

En zodra u die zuivere microbe heeft, die zuivere microbiële soort, kunt u meer leren over het fenotype, de kenmerken en de verschillende eigenschappen die het mogelijk maken dat deze in de omgeving functioneert, enzovoort. Er zijn echter twee problemen mee wat betreft het begrijpen van de volledige microbiële wereld. Dat is namelijk dat microben in het laboratorium zich niet altijd op dezelfde manier gedragen als ze dat in de natuur zouden doen.

En het andere probleem, dat nog groter is, is dat microbiële soorten voor een groot deel erg moeilijk te domesticeren zijn. De microbiële dierentuinen die we in het laboratorium hebben, vertegenwoordigen doorgaans slechts misschien 0,1% van wat er in de natuur voorkomt. Er is dus een enorm onderdeel van de microbiële wereld dat we simpelweg nog niet in het laboratorium hebben kunnen kweken, waardoor we het niet begrijpen.

En toch vertegenwoordigt dit het overgrote deel van de biomassa in de natuur. Er zijn veel redenen waarom dat belangrijk is, maar een van de belangrijkste is dat microben de motoren zijn, zo je wilt, van de transformaties van energie en materie in de natuur.

Stromen van zaken als broeikasgassen of energie door ecosystemen zijn, in termen van sommige van deze gassen, enorm in proportie. Fluxen van gigatons op jaarbasis worden echt gemedieerd door microbiële soorten op een gedistribueerde wijze, hoewel ze zeer klein zijn. Het is de kracht van de aantallen en de gedistribueerde aard van de microbiële wereld over onze planeet die veel massa en energie verplaatst.

En dat is een van de dwingende redenen om microben in hun eigen omgeving te begrijpen, om ze in de natuur te bestuderen. Toen de genomica eenmaal opkwam, werd het steeds gemakkelijker en goedkoper om volledige microbiële genomen te sequensen. Dat begon uiteraard rond het midden van de jaren negentig te gebeuren.

En zodra dat begon te gebeuren, beseften mensen dat men dezelfde technieken kon gebruiken om meer te leren over de eigenschappen van genomen van microben in de natuurlijke omgeving, zonder dat ze gekweekt hoefden te worden. Dit is in zekere zin een afgeleide van eerdere studies door Carl Woese en Norm Pace. Halverwege de jaren tachtig realiseerde Norm Pace zich dat hij microben kon identificeren zonder dat hij ze hoefde op te kweken.

De methode die hiervoor werd gebruikt, was om naar een willekeurige microbiële habitat te gaan en biomassa te isoleren, om vervolgens DDNA of RNA uit die biomassa en uit die nucleïnezuren te extraheren. Men kon bijvoorbeeld taxonomisch informatieve moleculen sequensen, zoals ribosomale RNA's. Zo verkrijg je een lijst van verschillende ribosomale RNA's.

Ze zijn bijna als barcodes voor specifieke taxonomische typen. Hiermee kunnen de typen microben in elk specifiek habitat worden geïdentificeerd. De beperking van deze aanpak is dat u enkel over een RN-gen beschikt.

Het vertelt u wel welk micro-organisme het is, maar niet precies wat ze doen. Met de toepassing van genomics kunt u dit nu een stap verder brengen; u kunt nucleïnezuren isoleren uit bijna elke microbiële habitat die u kunt bedenken, gebruikmakend van diverse technieken. Isoleer daarbij grote genoomfragmenten, wat een van de experimentele protocollen is die we u vandaag gaan tonen.

Of u kunt dat DNA in kleine stukjes fragmenteren en shotgun-sequencing uitvoeren. De eenvoudigste manier om dit te beschouwen is dat u een onderdelenlijst krijgt van de componenten van alle microben die die gemeenschap vormden. En dat is een onderdelenlijst waar we voorheen nooit toegang toe hadden.

Aan de hand van die onderdelenlijst kunnen we vervolgens ontrafelen waar de aanwezige microben uit bestaan en wat hun potentiële functies zijn. In essentie genereren we hiermee hypothesen die we vervolgens kunnen toetsen met biochemische methoden, fysiologische methoden of door terug te keren naar de omgeving en genen in ruimte en tijd te volgen.

En dit hele vakgebied dat zich heeft ontwikkeld, en dat genomica combineert met ecologische benaderingen, wordt nu aangeduid als metagenomica of omgevingsgenomica. Wat men tegenwoordig ziet, is dat dit soort benaderingen worden toegepast in veel verschillende habitats, in bodems, in landbouwsituaties en in de oceaan. Een van de allereerste grootschalige studies van dit type werd uitgevoerd door Craig Venter in de Sargassozee, en daarnaast is het menselijke microbioom van groot belang.

De meeste mensen beseffen het wellicht niet, maar er zijn meer microbiële cellen geassocieerd met het menselijk lichaam dan dat er menselijke cellen zijn. Er zijn ongeveer 10¹⁴ microben en slechts 10¹³ van ons. Daarom zeg ik soms graag dat God een buitensporige voorkeur voor microben moet hebben gehad, omdat er simpelweg meer van hen zijn dan van ons.

Maar deze concepten zijn echt belangrijk. Denk aan ons. We zijn nooit alleen.

We dragen altijd een microbiële gemeenschap bij ons die waarschijnlijk vele verschillende functies heeft. Er is inmiddels bewijs dat bij sommige aandoeningen, zoals obesitas, de microbiële component een grote invloed kan hebben op het menselijke fenotype en op de hoeveelheid energie die we uit onze voedingsbronnen halen. We zijn dus een levend systeem dat niet alleen uit onszelf bestaat, maar ook uit de symbiose, zo je wilt, die we met ons meedragen.

Wat deze nieuwe genomische benaderingen ons in staat stellen om te doen, is om delen van de biologische wereld te gaan ontleden die we voorheen niet konden bestuderen. En daarin schuilt hun kracht. Wat er op dit moment in het vakgebied gebeurt, is meer dan alleen het samenstellen van een onderdelenlijst; het komt echt neer op het inzicht dat er een werkelijke dynamiek gaande is.

In het begin, toen men begon met het sequensen van genomen, beschouwde men een enkele genoomsequentie van nature als een singuliere entiteit; men heeft een gezuiverde stam van een microbe, deze heeft een genoom en men kan bijvoorbeeld de 2 miljoen basen, basenparen die dat genoom vormen, bepalen. Het lijkt dan een zeer vaste en statische entiteit. Wat we echter ontdekken wanneer we naar de natuur kijken, is dat er in werkelijkheid zelden zoiets bestaat als een enkele stam van een microbe.

Wanneer u naar deze natuurlijke microbiële populaties kijkt, zult u merken dat er een thema is, een genomisch thema waar een soort als het ware omheen is opgebouwd. Maar in elke gegeven populatie zijn er zeer veel varianten, vele variaties op dat thema, vele stammen. En wat we beginnen te zien, is dat genomen geen statische entiteiten zijn, maar dat ze voortdurend veranderen.

Ze zijn dynamisch. In feite gebeurt dit in populaties. Men kan zich dus voorstellen dat wanneer er subtiele variaties in de omgeving zijn, die te maken kunnen hebben met nutriënten, temperatuur of saliniteit, een bepaald aandeel van die varianten in de populatie beter op die verandering in de omgeving kan reageren.

En er is voortdurende verschuiving, maar die veranderen op hun beurt ook weer. Zo wordt er continu variatie geleverd door neutrale drift, waarop vervolgens selectie inwerkt. Dit biedt een ander, dynamischer beeld van wat genomen zijn.

En het is meer dan dat; in plaats van een soort statisch beeld van een genoom, is het meer als het kijken naar een bewegend beeld. Een van de krachtige aspecten van sommige van de nieuwe studies is dat we beginnen de stopbeelden te verkrijgen om het bewegende beeld samen te stellen van hoe genomen evolueren, wat dat betekent met betrekking tot het fenotype van het organisme, de respons op de omgeving en ook de invloed op de omgeving. Dit is dus echt zeer spannend, omdat het een nieuw gebied is voor de microbiologie; populatiegenetica, hoewel men zou kunnen denken dat dit in de microbiologie al goed ontwikkeld zou zijn, is dat eigenlijk niet, omdat we tot nu toe geen manier hadden om de genetica van natuurlijke microbiële populaties op een zeer gedetailleerde wijze te bestuderen.

En dat is nog een onderdeel van dit soort onderzoek: we kunnen nu dieper ingaan op de populatiegenetica en populatiegenomica om het proces als het ware als een film te volgen. Dat is zeer krachtig en heeft vele praktische implicaties voor ons begrip van hoe microben functies verwerven en hoe functies en eigenschappen zich verspreiden over gemeenschappen. Een van de verrassende zaken voor ons is dat het je opvatting een beetje verandert over hoe fenotypische eigenschappen, hoe functionele eigenschappen, zich zouden kunnen verplaatsen tussen micro-organismen. In de biologie van seksueel voortplantende organismen denken we doorgaans dat kenmerken worden doorgegeven van moeder op dochter en zo verder.

En zo worden biologische eigenschappen voortgeplant via dat soort genetische erfelijke overdracht. De microbiële wereld heeft echter een andere dynamiek, en dat beginnen we te zien in sommige van deze metagenomische surveys, wat te maken heeft met wat laterale transfer wordt genoemd; hierbij worden genen of hele operons overgedragen tussen zeer verschillende organismen via het proces van DNA-overdracht. Als dat DNA tot expressie komt in het ontvangende organisme en een positieve selectieve waarde heeft, kan het zich gaan verspreiden onder veel verschillende organismen. We hebben dit onlangs waargenomen met de technieken die we in het laboratorium bekijken; hoe dat werkt is dat we in staat zijn om zeer grote genoomfragmenten uit microbiële populaties te isoleren.

En dat doen we op verschillende tijdstippen en locaties. In dit geval zijn we erin geslaagd om grote delen van genomen te isoleren langs een energiegradiënt, de gradiënt van het licht dat in de oceaan doordringt. En dat is een zeer goed gedefinieerde gradiënt op de plaatsen in de open oceaan die wij bestuderen.

De fotische zone is eigenlijk vrij diep. Deze strekt zich uit tot wel 200 meter onder het zeeoppervlak. De energie verandert echter uiteraard in kwaliteit en kwantiteit.

Naarmate het licht wordt geabsorbeerd, wordt het steeds blauwer naarmate men dieper gaat, waardoor er slechts een nauwer bereik van golflengten beschikbaar is voor organismen die in de diepte leven. Ook de energie van het licht is daar lager. Men kan dus gaan onderzoeken hoe organismen die licht gebruiken zich zouden kunnen aanpassen en veranderen langs die functie van de energiegradiënt, de verschillende lichtkwaliteit en -kwantiteit.

Het interessante is dat u specifieke genen kunt volgen, evenals de soorten micro-organismen die hiermee geassocieerd zijn langs deze lichtgradiënten. Om het kort te houden: we hebben ontdekt dat bepaalde genen die betrokken zijn bij het oogsten van lichtenergie, genaamd rhodopsines, zo gemakkelijk tot expressie komen en zo weinig genen vereisen voor het fotosysteem, dat ze zijn overgesprongen tussen allerlei verschillende soorten microben.

En de reden dat we dat kunnen zeggen, is dat we genoomfragmenten hebben geïsoleerd van groepen die zeer verschillend zijn, zoals bacteriën en Archaea. We vinden hetzelfde fotosysteem met bijna identieke eigenschappen. Zo kun je deze gedeelten van functionele genen volgen terwijl ze zich tussen organismen in de omgeving verplaatsen.

Het gaat niet alleen om het in kaart brengen van genen in organismen, maar ook om het in kaart brengen van die genen langs de milieugradiënt. Wat we daarnaast observeren door te kijken naar deze grote genoomfragmenten die deze fotosystemen bevatten, is dat ze vrij overvloedig aanwezig zijn in de fotische zone vanaf dieptes van ongeveer 0 meters tot 130 meters. Maar zodra men de basis van de fotische zone en het gebied vlak daaronder bereikt, verdwijnen die genen.

Ze zijn verdwenen, hoewel dezelfde organismen dieper in de waterkolom voorkomen. En wat dat ons laat zien, is dat ze in afwezigheid van selectie — dat wil zeggen in afwezigheid van licht, waardoor deze genen kunnen functioneren — verloren gaan bij allerlei verschillende organismen als functie van de diepte. De reden waarom dit interessant is, is dat het ons allereerst iets vertelt over een specifiek energieopwekkingsmechanisme dat gebruikmaakt van licht, waar dit zich in de omgeving bevindt, hoe het over organismen is verdeeld en de dynamiek die dit verplaatst.

Maar het is over het algemeen ook interessant als een nieuwe manier om na te denken over hoe genen en genomen in kaart kunnen worden gebracht, niet alleen bij organismen, maar ook waar deze organismen in tijd en ruimte voorkomen, waar die genen in tijd en ruimte voorkomen en waar de intersectie ligt. We beginnen pas net te leren hoe we dat moeten doen. Dat was een voorbeeld van slechts één set genen.

Maar men zou de algemene vraag kunnen stellen: hoeveel categorieën van deze kosmopolitische genen, die graag veelvuldig migreren, zijn er nu eigenlijk? We kennen het antwoord op die vraag voor geen enkel specifiek habitat; we weten niet hoe algemeen dit voorkomt en wat de mechanismen zijn die deze genen verspreiden. Betreft het vrij DNA in de omgeving? Is het een virus dat de genen van organisme naar organisme overdraagt?

Dit zijn allemaal zaken die grotendeels onbekend zijn, maar die nu toegankelijk zijn geworden door het gebruik van dit soort technieken, zoals het in kaart brengen van genen in natuurlijk voorkomende organismen, het koppelen van die organismen aan de omgeving en het begrijpen van hun variabiliteit. Het is dus echt een nieuwe tijd voor de microbiologie; we hebben nu de mogelijkheid om de dynamiek van genomen in de natuur te bekijken als een bewegend beeld, en dat heeft ons in een nieuwe positie gebracht om beter te begrijpen hoe de microbiële wereld in de natuur werkelijk functioneert. Een van de uitdagingen is uiteraard — en dit is een uitdaging voor zowel de milieuwetenschappen als, zou ik zeggen, de biomedische wetenschappen — het verzamelen van alle juiste soorten gegevens.

En in dit geval verwijs ik naar metadata, waarbij metadata uiteraard data over data zijn. Als u denkt aan het voorbeeld dat ik in de oceaan gaf, zijn er een aantal zaken die u wilt weten. U wilt weten wat de spectrale radiantie is, wat de fotonenflux is, welke golflengten van licht er doorheen komen, wat de temperatuur van dat water was, de saliniteit, de druk, omdat elk van deze variabelen belangrijke gevolgen heeft voor de manier waarop de organismen evolueren.

Naast het verkrijgen van gegevens over de genomen en over de organismen, moeten we vrij uitgebreide gegevens over de omgeving verzamelen die we kunnen vergelijken met andere tijdstippen, andere locaties en gegevens van andere onderzoekers. Hoewel milieuwetenschappers al lange tijd met dergelijke datasets werken, is deze versmelting van bio-informatica, genomica en milieukunde vrij nieuw. Bestaande databases zijn op dit moment niet noodzakelijkerwijs klaar om dergelijke gegevens te accommoderen.

Er vindt op dit moment dus een zekere evolutie plaats, zou ik zeggen, zowel vanuit het milieuaspect als — aangezien ik oceanograaf en marien bioloog ben — vanuit de oceanografie, waarbij wordt getracht om in gesprek te gaan met mensen die zich bezighouden met genomics en bio-informatica en vice versa. Ik kan u hiervan één voorbeeld geven. Ik ben betrokken bij een NSF Science and Technology Center genaamd het Center for Microbial Oceanography Research and Education, ofwel Seymour.

En bij Seymour zijn we echt geïnteresseerd in het vastleggen van deze gehele dynamiek, het continuüm van genomen tot biomen, al deze verschillende niveaus van biologische complexiteit van het genoom naar het transcriptoom, naar het proteoom, naar cellen, naar populaties, naar gemeenschappen en tot ecosystemen. Dat is een grote hoeveelheid verschillende informatie. Het is vrij ambitieus.

En dus dit project, dit NSF Science and Technology Center, Seymour, is gevestigd in Hawaï en is een groep oceanografen, microbiologen en moleculair biologen die proberen samen te werken om uit te zoeken hoe een specifiek systeem op deze manier gekarakteriseerd kan worden. In dit geval is het systeem grotendeels de bovenlaag van de oceaan in de centrale Pacific. Een belangrijke reden hiervoor is dat dit een enorme biologische component vastlegt die onze globe beslaat, twee derde van onze planeet; in samenwerking werkt Seymour feitelijk samen met een ander project dat wordt gefinancierd door de Moore Foundation, genaamd camera.

And Camera wordt geleid door Larry Smar en Craig Venter als een plek om grote hoeveelheden genomische gegevens vast te leggen die in het milieu zijn verzameld en om deze te presenteren samen met de synoptische of omgevingsgegevens. Dit zijn de omgevingsgegevens die op hetzelfde moment zijn verzameld als de genomische gegevens. Dit is dus echt geheel nieuw.

Het staat nog aan het begin en het zal meer coördinatie en discussies vereisen over datastandaarden en metadata-standaarden. En hoe construeert men een database die dergelijke informatie kan bevatten? Omdat de focus op dit moment grotendeels op de oceaan ligt, biedt dat een duidelijk uitgangspunt.

Men kan zich echter voorstellen dat mensen die onderzoek doen naar het menselijke microbioom zeker soortgelijke datasets nodig zullen hebben, samen met klinische gegevens, gegevens over individuen, enzovoort. Het is een geheel andere set problemen, maar in veel opzichten is het hetzelfde soort probleem: het vastleggen van genomische gegevens van natuurlijke microbiële populaties, samen met alle bijbehorende en relevante metadata over waar ze leven, wat de omstandigheden waren en dergelijke. De hoop is uiteraard dat er grote relationele databases zullen bestaan waarin men vrij interessante vragen kan stellen over specifieke gentypes of categorieën.

Men zou kunnen nadenken over bepaalde genen die we doorgaans associëren met pathogeniteit, zoals pilI; zijn er specifieke pilI die altijd geassocieerd worden met bijvoorbeeld klinische of pathogene omgevingen, of zijn die pilI wijdverspreider en simpelweg aangepast aan specifieke omstandigheden met betrekking tot pathogeenvorming en dergelijke. Er is veel kruisbestuiving mogelijk tussen deze datasets om te begrijpen hoe de microbiële wereld evolueert en hoe specifieke adaptaties kunnen leiden tot de ene of de andere set van omgevingsrelaties of levenswijzen. Ben ik vrijlevend?

Ben ik geassocieerd, ben ik een pathogeen? Al deze zaken zijn met elkaar verbonden. Daarom zullen deze relationele databases, naarmate ze groeien, waarschijnlijk zeer belangrijk worden voor zowel de praktische toepassingen als de ontwikkeling van de theorie.

En ze zijn er nog niet. Ze hebben nog een lange weg te gaan in de komende, oh, ik zou zeggen vijf of tien jaar. Ik denk dat er een aantal ontwikkelingen zullen zijn, natuurlijk in de context van het menselijk genoom en de humane geneeskunde en genetica.

Het genoom van duizend dollar is een heilige graal geweest en technologieën ontwikkelen zich zeer snel, althans voor re-sequencing. Een van de grootste effecten zal daarom de verlaging van de drempel zijn om simpelweg genomische informatie te verkrijgen. Daarmee bedoel ik puur de economische kant.

Het zal veel goedkoper en veel sneller worden. En in de nabije toekomst zullen er waarschijnlijk apparaten ter grootte van een polshorloge zijn waarmee je, indien gewenst, je eigen genoom kunt sequensen. Dat ligt zeker binnen het bereik van de mogelijkheden.

Wanneer dat gebeurt, verandert de situatie enigszins. Op dit moment vindt een groot deel van de genomische sequencing plaats in zeer grote gespecialiseerde centra met veel personeel. Wat er zeker zal gebeuren met genoomsequencing, en wat nu al gebeurt, is dat het veel meer gedistribueerd zal worden.

En het interessante daarvan is dat het nieuwe uitdagingen stelt aan de gegevensverzameling, gegevensstandaarden en gegevensverspreiding, naarmate de puntbronnen van gegevensgeneratie steeds meer verspreid raken. Dat is dus een boeiende uitdaging. En opnieuw heeft dit betrekking op de gehele kwestie rondom databases.

Een ander aspect dat begint op te komen en in de toekomst nog meer zal gebeuren, is dat we het verkrijgen van genomische data gewoonlijk zien als een onderneming waarbij we deze in een database deposeren, waarna het een database-item wordt en we verder gaan. DNA-sequencing heeft echter zeer krachtige toepassingen in de experimentele wetenschap. Met enkele van de nieuwe technologieën die nu opkomen, denk ik dat we zullen zien dat mensen genomische data vaker in een experimentele modus zullen verzamelen, in plaats van enkel in een modus van dataverzameling en depositie.

En men kan zich voorstellen dat populaties in het milieu worden gevolgd door naar genexpressie te kijken, waarbij genexpressiepatronen over proteomische patronen worden gelegd. Al deze zaken zullen gaan gebeuren. En dus zullen we genoomsequencing waarschijnlijk meer beschouwen als een experimentele tool dan als een manier om databases uit te breiden.

Dergelijke ontwikkelingen staan dus in de steigers en uiteraard zal de data-acquisitie hierbij centraal staan: de computationele infrastructuur, zowel in hardware als software, om al deze data te verwerken, aangezien de hoeveelheden enorm zijn. Daarnaast is er de ontwikkeling van theorieën; als men kijkt naar de biologische theorie zoals die specifiek op de ecologie wordt toegepast, is deze grotendeels gebaseerd op grote, seksueel voortplantende organismen, waardoor sommige basisregels en theorieën niet noodzakelijkerwijs van toepassing zijn op de microbiële wereld. Ik denk daarom dat er voor wiskundigen en theoretici in de toekomst een enorm potentieel ligt in het gebruik van de data die nu en in de toekomst worden verzameld, als zodanig datamodel voor de ontwikkeling van nieuwe en predictieve theorieën.

En het uiteindelijke doel is echt het begrijpen van hoe onze planeet werkt, mede omdat de lucht die we inademen, de stromingen van materie en energie die de elementaire cycli op aarde in balans houden, grotendeels worden gereguleerd door de collectieve activiteiten van microbiële soorten. Aangezien wijzelf als soort momenteel net zo hard druk zetten op sommige energie- en materiecycli, neem bijvoorbeeld CO2 in de atmosfeer, wordt het steeds belangrijker om de dynamiek en details van hoe het natuurlijk evenwicht tot stand komt te begrijpen, terwijl we dat onszelf aantasten en na te denken beginnen over manieren waarop we iets meer in balans kunnen leven met de cycli van materie en energie op onze planeet. Daarom geloof ik dat een deel van deze fundamentele, wat lijkt op reductionistische wetenschap, via metagenomics en enkele van de andere technieken die ik heb genoemd en via theorie, uiteindelijk zal evolueren naar een meer holistische wetenschap in termen van het begrijpen van complexe systemen, niet alleen op het niveau van de cel, maar op het niveau van onze planeet.

En dus, met sommige van de technieken die we u in het laboratorium hebben laten zien en gezien waar het vakgebied zich momenteel bevindt, zetten we eigenlijk pas de eerste kleine stappen. Maar ik denk dat we al kleine glimpen kunnen opvangen van waar dit naartoe zou kunnen gaan. Het zal spannend zijn als we kunnen uitzoeken hoe we dit moeten orkestreren, omdat het de vaardigheden vereist van een breed scala aan technologen, theoretici, wiskundigen en ingenieurs om dit alles samen te voegen.

Dus het is een interessante tijd en het zal op dit punt ongetwijfeld nog interessanter worden.