Voor de Amerikaan Roger Kornberg (59) is het wel een beetje 'been there, done that'. Als twaalfjarig jongetje zat hij al vooraan in Stockholm, bij de uitreiking van de Nobelprijs voor de fysiologie of geneeskunde. Zijn vader, Arthur Kornberg kreeg hem in 1959. Desalniettemin zal de ceremonie komende december niet minder speciaal zijn. Dan staat hij namelijk zelf op het hoogste podium, om de Nobelprijs voor scheikunde 2006 in ontvangst te nemen. Kornberg en Kornberg, typisch een geval van 'zo vader, zo zoon'. Behalve dat ze nu allebei Nobellaureaten zijn, lijken hun onderzoeksgebieden bijzonder veel op elkaar. Beschreef Arthur hoe genetische informatie van de moeder- naar de dochtercel wordt overgebracht, Roger onderzocht hoe DNA wordt gekopieerd naar 'messenger- of boodschapper-RNA'. Deze kopie gaat vervolgens naar de plekken in de cel waar de eiwitten worden gemaakt. Het kopieerproces wordt transcriptie genoemd en is van vitaal belang voor voor de cel; dierlijk, menselijk of bacterieel. Verstoringen in dit proces kunnen leiden tot ernstige ziektes zoals kanker. Dat er zoiets als transcriptie bestond wisten we zowat vijftig jaar geleden al. Weiss en Gladstone zagen in 1959 dat er polymerases actief waren in de levercellen van een muis. Het enzym RNA-polymerase is het hart van het genetische kopieerapparaat. Het bleek alleen een beetje lastig dat enzym - en daarmee het hele overschrijven - in zoogdiercellen te bestuderen. Wetenschappers stapten daarom over naar de makkelijker te kweken bacteriën en in 1965 sleepten Jacob, Monod en Lwoff een Nobelprijs in de wacht voor hun studies naar het kopieerproces van genen in bacterien. Maar een bacterie is geen zoogdier. Sterker nog, een bacterie is een heleboel organismen niet. In bacteriën slingert het erfelijk materiaal zo'n beetje rond in de cel. Bij meer ingewikkelde wezens zoals zoogdieren, maar ook bij planten en zelfs gist, ligt het DNA netjes opgeborgen in een celkern. Genen kopiëren om uiteindelijk de eiwitten te krijgen die in onze lichamen het noeste werk doen, moeten we echter allemaal. Elk levend organisme heeft daarom een kopieermachine. Bij bacteriën ziet die er alleen net even anders uit dan bij de wezens die wel een celkern hebben, eukaryoten genaamd. In de jaren na 1965 ontdekten onderzoekers dat de kopieerapparaten van eukaryoten uit meerdere delen bestaan. Net als bij de bacterie is RNA-polymerase de kern. Dit enzym hecht aan het DNA, splitst de twee strengen om zo bij de te dupliceren informatie te kunnen en maakt vervolgens een kopie in de vorm van boodschapper-RNA. Dat bestaat uit bouwstenen die vergelijkbaar zijn met die van DNA en het polymerase zet ze in de juiste volgorde achter elkaar. Zo onstaat een 'negatief' van het DNA. Andere delen van de machine zijn de zogeheten 'algemene transcriptiefactoren'. Er zijn er vijf van en zij helpen het logge polymerase naar zijn plek. Het molecuul is weliswaar een kei in kopieren, maar heeft nul richtingsgevoel. De transcriptiefactoren vertellen het enzym waar op een DNA-streng te starten en waar te stoppen. Maar dat was nog niet alles. Roger Kornberg koos het eukaryote gist als proefkonijn en vergoot samen met zijn collega's van de Stanford Universiteit in Californië tien jaar lang bloed, zweet en tranen om het beeld van het grote, genetische kopieerproces uiteindelijk compleet te krijgen. Zo heeft elk type cel zo zijn eigen signaalstoffen, die aangeven welk gen wel en welk gen niet moet worden afgeschreven. De stoffen plakken op speciale stukken DNA, vlakbij het te kopierën gen en roepen daarmee uit: kopieer hier! Een speciaal complex van eiwitten, dat Kornberg 'mediator' doopte, brengt die roep luid en duidelijk over aan het polymerase. Dat kopieert op die manier niet zomaar wat, maar alleen de blauwdrukken van de eiwitten die de cel nodig heeft. Bijzonder was dat Kornberg létterlijk een beeld schetste van transcriptie in een eukaryoot, door middel van eiwit-kristallografie. Wat de Amerikaan eigenlijk deed was de moleculen bevriezen, terwijl ze aan het werk waren. Vervolgens 'fotografeerde' hij ze met röntgenstralen. De computer maakte uiteindelijk de afbeeldingen die in 2001 in het tijdschrift Science verschenen. Het waren de eerste die het kopieerapparaat in actie toonden. En voor het eerst zag dat er niet uit als een simpele kwak bolletjes - want verder kwamen wetenschappers eerder niet op papier -, maar als een kluwen van draden, met in zijn greep een dubbele helix, opengespleten. Uit het gat rolt een nieuwe, enkele spiraal: het boodschapper-RNA. Hoewel Roger Kornberg lang niet de enige was die zijn energie in transcriptie stak, is de toekenning van de prestigieuze prijs terecht, vindt Jan Hoeijmakers, hoogleraar moleculaire genetica aan het Erasmus Medisch Centrum in Rotterdam. "Ontzettend veel onderzoeksgroepen zijn ermee bezig geweest - en nog. Maar het verschil tussen die en de groep van Kornberg is denk ik dat de laatste een heel compleet beeld heeft gegeven van transcriptie, met beschrijvingen van zowel structuur als functie. Anderen bestudeerden slechts het een, of het ander." Of de wereld nu echt beter is geworden van het werk van Kornberg, durft de geneticus zo niet te zeggen. "Het waren vooral fundamenteel biologische ontdekkingen", zegt hij. "En het was een enorme bevrediging van de nieuwsgierigheid. Maar goed, uiteindelijk moet je natuurlijk eerst dit proces begrijpen, om de ontwikkeling van een cel en vervolgens ziektes als gevolg van verstoringen in de transcriptie te begrijpen." Remy van den Brand