omroeper:
Welkom bij het Salk Instituut Waar genezingen beginnen podcast waar wetenschappers praten over baanbrekende ontdekkingen met uw gastheren Allie Akmal en Brittany Fair.
Beurs van Bretagne:
Ik ben hier vandaag met Dr. Wolfgang Busch. Hij is professor in het laboratorium voor planten- en moleculaire en celbiologie en het laboratorium voor integratieve biologie. Hij is ook de mededirecteur van de Het planteninitiatief benutten met Salk-professor Joanne Chory. Zijn werk richt zich op plantenwortels en hoe wetenschappers wortels kunnen gebruiken om klimaatverandering tegen te gaan. Welkom bij Waar genezingen beginnen Dr Busch.
Wolfgang Busch:
Hartelijk dank. Aangenaam om hier te zijn.
Beurs van Bretagne:
Kun je me vertellen over je pad dat ertoe leidde dat je onderzoekswetenschapper bij Salk werd?
Wolfgang Busch:
Ja, het is een behoorlijk lange weg geweest sinds ik als student begon, maar ik moet bekennen dat ik absoluut niet enthousiast was over plantenbiologie. Eigenlijk had ik een klein feestje toen mijn laatste botanie-les voorbij was om dat te vieren. En dus specialiseerde ik me in genetica, biochemie en microbiologie. En ik ging eigenlijk, uh, een onderzoeksstage van acht maanden doen aan UC San Diego, waar ik me aansloot bij een microbiologisch laboratorium, dat de eerste golf van bio-informatica verkende. En ik had een baan nodig om wat geld te krijgen, want de tijd in de VS putte me echt uit. Ik begon te werken in een laboratorium voor plantenbiologie en daar bestudeerden ze de omgevingsreactie van planten op hittestress. En ik was gewoon weggeblazen omdat ik ontdekte hoe interessant planten zijn omdat ze wel, ze kunnen niet wegrennen, maar ze kunnen, je weet wel, hun, je weet wel, cellulaire programma's moduleren om zich aan veel situaties aan te passen.
Wolfgang Busch:
En dus verdiepte ik me daar echt in en ik besloot om te stoppen met microbiologie en plantenbioloog te worden.
Beurs van Bretagne:
Oh wauw, dat is een dramatische verandering na een vakantiebaantje.
Wolfgang Busch:
Absoluut. Maar in de loop van mijn werk ging ik naar het Max Planck Instituut voor Ontwikkelingsbiologie, naar de afdeling waar ze plantenbiologie studeerden, die werd geleid door Detlef Weigel, die een Salk-alumni is. En ik ontdekte dat er eigenlijk heel veel mogelijkheden waren op dit gebied van de systeembiologie om een echt diep begrip te krijgen van hoe organismen werken. En dus ging ik in die tijd als student naar conferenties en raakte ik vertrouwd met een root omdat de root een nog beter systeem was. Wortels zijn erg belangrijk omdat de vorm van wortels en de groei van wortels bepalend zijn voor de geschiktheid van de plant om te overleven. Dus ik werd echt een wortelbekeerling en besloot de rest van mijn wetenschappelijke leven door te brengen, ik weet niet of het de rest van mijn wetenschappelijke leven is, maar het is zeker een groot deel van de wortelbiologie.
Beurs van Bretagne:
Wat bracht je naar het Salk Institute?
Wolfgang Busch:
Ik zag deze advertentie van het laboratorium voor integratieve biologie van de Salk, die altijd in mijn gedachten was, ik bedoel de Salk, weet je, opgroeien in deze plantenbiologische wereld was een van de beste plekken ooit, bijna als de Olympus van plantenwetenschap . En dus dacht ik dit, dit zal een goede plek zijn om zelfs, weet je, sneller en dieper te gaan, geen woordspeling bedoeld, met mijn wortelonderzoek.
Beurs van Bretagne:
Toen je hier als student UCSD was, heb je je ooit voorgesteld dat je weer bij Salk zou gaan werken?
Wolfgang Busch:
Nee, eigenlijk niet. Ik bedoel, ik wist toen eigenlijk, weet je, in de academische wereld als je een academisch pad volgt, is het onmogelijk door jou te voorspellen waar je terechtkomt, omdat er maar heel weinig uitval is op het hoge niveau, op het niveau van professoren . Als ik toen had geweten dat ik terug zou komen, zou ik heel blij zijn geweest, want ik hield echt van San Diego en het klimaat en de zon en de oceaan en de wetenschappelijke omgeving. Maar ik zou het waarschijnlijk niet hebben geloofd omdat de kans zo klein is.
Beurs van Bretagne:
Ja. En nu heb je het gehaald en heb je je eigen lab. Waar ben je momenteel mee bezig?
Wolfgang Busch:
Dus gaan we door met ons werk om te proberen te begrijpen wat de genen zijn die werkelijk wortelvormen en hun reactie op de omgeving bepalen en om verder te gaan en complexe netwerken van genen te identificeren die samen werken om wortelkenmerken vorm te geven. En dat is eigenlijk verrassend moeilijk. Maar eigenlijk denk ik dat we goede vooruitgang boeken, uh, vooruitgang hiervoor. Het is geweldig om op een plek als Salk te zijn, waar het heel, heel interdisciplinair is. En ik kan bijvoorbeeld met neurowetenschappers praten als ze nadenken over dieren die beslissingen nemen. We kunnen denken aan wortels die beslissingen nemen zonder een zenuwstelsel of bewustzijn. Maar in termen van informatietheorie en berekening lijken ze veel overeenkomsten te hebben.
Beurs van Bretagne:
Zijn de genen en routes ook vergelijkbaar?
Wolfgang Busch:
Sommige, er zijn enkele zeer geconserveerde paden. De TOR-glucosesignaleringsroute is bijvoorbeeld zeer geconserveerd en het signaal van voedingsstoffen en glucose is ook erg belangrijk in plannen voor het toewijzen van de middelen.
Beurs van Bretagne:
Interessant. En voor sommige van onze luisteraars die misschien van tuinieren houden of van planten houden, heb ik het gevoel dat de focus vaak op het bovenste deel van de plant ligt, weet je, en wat het produceert, is dat een vrucht of een soort groente uitgang. Maar misschien hebben we niet zoveel aan het wortelstelsel gedacht. Dus waarom zou je meer om plantenwortels moeten geven?
Wolfgang Busch:
Nou, zonder een wortel zou er geen scheut zijn in landplannen. Dus alle goede dingen die de stortkokers doen, zoals het produceren van groenten of fruit of andere vormen van materialen, worden alleen mogelijk gemaakt door het wortelsysteem, omdat je niet alleen zonlicht en CO2 nodig hebt om plantmateriaal te maken, je hebt ook water en veel verschillende voedingsstoffen nodig. Dus als er geen wortel zou zijn, zou er geen landplant zijn. En interessant genoeg zouden we hier niet zijn zonder wortels, omdat het aardoppervlak alleen werd gekoloniseerd omdat wortels evolueerden. Dus dieren die dieren eten, eten dieren die planten eten, toch. Planten staan dus aan de basis van de voedselketens. Dus als je nu nadenkt over de terrestrische omgevingen, zouden er geen landplannen zijn zonder wortelstelsels. Er zou dus niets te eten zijn. We zouden het oppervlak niet hebben gekoloniseerd, er zou geen grond zijn zonder planten.
Wolfgang Busch:
Hm. Dus onze planeet zou er heel, heel anders uitzien zonder wortels. Het zou eruit zien als Mars met een paar oceanen.
Beurs van Bretagne:
Interessant. Het is gek om daaraan te denken.
Wolfgang Busch:
Ja, het klopt. Wortels aan de basis van alles.
Beurs van Bretagne:
Absoluut. En wat inspireert je echt om elke dag naar je werk te komen om wortels te blijven studeren?
Wolfgang Busch:
Nou, er zijn meerdere dingen die me echt motiveren. De eerste is mijn passie voor biologie en om echt en diep te begrijpen hoe biologische systemen werken. En met name gaat mijn aandacht uit naar de wortel. Dus nieuwe kennis ontdekken geeft me veel voldoening, maar het gaat ook om de mensen. Mijn lab bijvoorbeeld, ik heb zeer getalenteerde studenten en postdocs en staf in mijn lab die een ongelooflijk diverse groep mensen zijn met verschillende culturele achtergronden en die zich bij mij hebben gevoegd op de reis naar de diepte van de wortelbiologie. En ze inspireren me echt, weet je, eh, en mijn collega's en mijn andere collega's bij Salk, ik bedoel, we hebben hier een geweldige groep mensen.
Wolfgang Busch:
Het is zo'n geweldige omgeving. Het is echt leuk om hier te komen, alleen al om de briljante mensen te ontmoeten die hier in de buurt zijn. En dat laatste is echt iets dat de afgelopen jaren nog belangrijker is geworden, is de wereld. Ik geloof echt dat wetenschap en technologie in het verleden de wereld een betere plek hebben gemaakt. Dus ik denk dat als je kijkt naar de laatste paar eeuwen of millennia, het leven voor mensen veel beter is geworden. Rechts? En ik denk dat hoewel niet alle toepassingen van de wetenschap voor de hand liggend zijn, over het algemeen wetenschappelijke vooruitgang, het de potentie heeft om het leven van vele, vele mensen en in alle organismen op deze planeet te verbeteren. Dus ik geloof echt, weet je, als we blijven werken aan wetenschappelijke problemen, zal dit de wereld een betere plek maken voor ons en de komende generaties.
Beurs van Bretagne:
U zei eerder dat u aan dit grote project werkte. Wat is het Harnessing Plants Initiative?
Wolfgang Busch:
Dus de Het planteninitiatief benutten is een zeer gedurfd en ambitieus project van de faculteit plantenbiologie van Salk om te proberen de kracht van planten te benutten om klimaatverandering tegen te gaan. Het centrale idee hiervan is dus dat planten zijn geëvolueerd om hoofdzakelijk één ding te doen en dat is koolstofdioxide uit de atmosfeer opvangen en omzetten in suiker en biomaterialen. In wezen maken planten hun eigen massa en alles wat we eten en gebruiken van planten, uh, uit de lucht door koolstofdioxide. Geen koolstofdioxide is tegelijkertijd het molecuul dat de opwarming van de aarde en de klimaatverandering veroorzaakt en de klimaatcrisis die eraan komt. We realiseerden ons dat we moeten gebruiken wat we weten over planten en we moeten plantengenetica gebruiken om planten nog beter te maken om de koolstofdioxide op te slaan, omdat ze zo'n krachtig middel in de koolstofcyclus zijn dat als we planten een beetje meer optimaliseren, dat zal een enorme impact hebben op de kooldioxideconcentratie, de atmosfeer.
Wolfgang Busch:
We werken dus aan meerdere aspecten. De ene is gericht op de wortels, waar mijn lab de expertise levert en de belangrijkste inspanning waarbij we echt proberen meer koolstof in de wortel op te slaan. Als je een groter wortelstelsel hebt, heb je meer koolstofatomen in de wortel en zitten ze vast in de grond. Dus dat is goed. Ja. En als je dan de wortels dieper maakt, alle koolstof in het wortelsysteem, wordt het langzamer afgebroken. En dat is zo'n beetje de sleutel in dit hele project. We willen niet noodzakelijkerwijs het vermogen van planten om koolstofdioxide op te vangen verbeteren, maar we willen het in de bodem opsluiten. Als je diepere wortels hebt, koolstofdioxide, wat kunnen de koolstofmoleculen in het wortelsysteem dan langzamer omzetten, dus meer wortels, diepere wortels, en we gaan meer koolstof opslaan in de grond.
Wolfgang Busch:
Dat zal je daar zijn, uh, midden tot lange tijd. Oké. Het derde aspect hiervan is om de chemie van de wortel te veranderen, de natuurlijke chemie om ervoor te zorgen dat de koolstof in de wortel langer in de grond blijft. Dus, om de plant te maken die bestand is tegen de samenstelling en ons soort zilveren kogel daarvoor is suberin, dit is het spul waar kurk van gemaakt is en alle plantenwortels maken dit van nature aan. Dus dat zijn de drie grote dingen. Meer wortels, diepere wortels, meer suberin om het vermogen van planten om koolstof in de bodem op te slaan te vergroten voor lange perioden, uh, decennia, misschien zelfs eeuwen.
Beurs van Bretagne:
Oh Allemachtig. En wat is de tijdlijn voor dit project?
Wolfgang Busch:
We hadden het grote geluk een grote subsidie te krijgen van het Ted Audacious-programma, en dit is een vijfjarig project waarin we echt aanzienlijke hoeveelheden middelen kunnen gebruiken om dit probleem aan te pakken. Binnen vijf jaar willen we echt prototypes van gewassen hebben die veel meer koolstof in de bodem opslaan en we richten ons op gewassen omdat we weten dat als we plantaardige oplossingen gaan gebruiken, we moeten werken met planten die worden gebruikt voor voedsel om te eten omdat we in de volgende eeuw met 11 miljard mensen op aarde zullen zijn. Dat zijn we, deze mensen hebben voedsel nodig, dus als we gewassen gebruiken om koolstof op te slaan en tegelijkertijd voedsel te produceren, heb je in feite de twee problemen in één keer opgelost. Het is, het is veel. Het is een heel ambitieus project, maar we weten dat we heel, heel ambitieus moeten zijn, want de tijd dringt. Zoals elk jaar stoten wij als mensheid meer kooldioxide uit en er is geen oplossing in het verschiet die binnen de komende decennia een wereldwijde impact kan hebben. Je moet dus echt opschieten om heel snel tot een oplossing te komen en dat is iets waar we ons terdege van bewust zijn. Daarom zijn we erg ambitieus en doortastend.
Beurs van Bretagne:
En je hebt eigenlijk al vooruitgang geboekt met dit project. Wil je me iets vertellen over een van je recente publicaties?
Wolfgang Busch:
Ja. Dus ik denk dat een van de eerste doorbraken op dit gebied is dat we een gen en zijn natuurlijke varianten hebben ontdekt die kunnen zorgen voor een diepere worteling in onze modelplant. Arabidopsis. Maar ook in dit project hebben we technologieën ontwikkeld waarmee we nu massaal kunnen screenen op meer. We willen 50 van deze genen hebben om ze in principe allemaal in verschillende gewassen te kunnen proberen.
Beurs van Bretagne:
Dus, ga je nu een beetje verder met het identificeren van al deze genen?
Wolfgang Busch:
Ja. Dus we zijn net begonnen met enorme screenings om een groot aantal genen te identificeren die diepe wortels verlenen. Dus binnen de komende maanden of een jaar denk ik dat we een zeer aanzienlijk aantal zullen hebben. Dus, in het Harnessing Plants Initiative, richten we ons op zes verschillende rijgewassen die tot de meest overvloedig aangeplante gewassen op deze planeet behoren. Het is maïs en soja en rijst en tarwe en canola en katoen. En dus zullen we direct in deze gewassen werken om ook diepwortelende genen te identificeren en ook genen die meer suberine in het wortelstelsel bevestigen. Dus dat is een ander groot deel van dit project om naar deze gewassen te verhuizen.
Beurs van Bretagne:
De grote vraag, maar denk je dat het gaat werken?
Wolfgang Busch:
Ja, ik ben er echt van overtuigd dat we dan een goede kans maken om dit te doen. Planten hebben het vermogen om via hun wortelstelsel koolstof in de bodem op te slaan. Niemand heeft dus ooit geprobeerd dit te optimaliseren. Voor zover ik weet zijn wij de allereerste en hebben wij alle Salk expertise en kennis op dit gebied in huis en kunnen wij dit nu allemaal inzetten voor dit ene doel.
Beurs van Bretagne:
En je bent, je runt een lab, je probeert de wereldwijde klimaatverandering te bestrijden. Uh, heb je überhaupt tijd voor een persoonlijk leven met dit alles of vind je het gewoon allesverslindend?
Wolfgang Busch:
Je werkt zeker veel als wetenschapper als je een lab leidt, maar er moet altijd tijd zijn voor een balans tussen werk en privéleven. En ik heb gemerkt dat het, in ieder geval voor mij, iets heel belangrijks is, want om heel innovatief, eh, en creatief te zijn, eh, als je altijd 24 uur per dag aan hetzelfde denkt, is het erg moeilijk om als een heel goed en ander idee. Ik heb wat tijd nodig om mijn hersenen uit te schakelen van de wetenschap om dan dit prachtige idee van een experiment met een nieuwe technologie te kunnen hebben dat ik dan kan implementeren en volgen. En ik denk dat de balans tussen werk en privéleven eigenlijk heel, heel belangrijk is. Ik deed, uh, een experiment met mezelf toen ik een promovendus was.
Beurs van Bretagne:
Ik weet niet of dat telt als buiten de klok zijn als je actief een experiment uitvoert.
Wolfgang Busch:
Nee nee nee. Oké. Oké. Laten we zeggen een data-analyse. Ik voerde een gegevensanalyse uit, dus er was een tijd dat mijn vrouw, ze komt uit Mexico, oorspronkelijk terugging naar haar ouders voor een paar weken. Dus ik had eigenlijk veel tijd om in het lab door te brengen, maar ik werkte eigenlijk 16 tot 18 uur in het lab en ging net als naar huis voor een korte slaap. En toen, op een gegeven moment, nadat ik ongeveer twee van deze periodes had gehad gedurende een periode van ongeveer een jaar, analyseerde ik in feite mijn laboratoriumboek, waar ik in feite noteerde, weet je, mijn, mijn experimenten en wat werkte. En dus ontdekte ik, zoals in de, aanvankelijk nam mijn productiviteit toe, maar deze nam af nadat ik te lang had gewerkt, weet je, als er een zeer zware belasting is. Dus ik denk, uh, ik bedoel, iedereen is anders, maar ik denk dat het belangrijk is om een balans tussen werk en privéleven te hebben.
Beurs van Bretagne:
En een leuke vraag die ik graag aan mensen stel, als je morgen wakker wordt en je mag geen wetenschapper meer zijn, wat was dan je back-upplan? Wat zou jij doen?
Wolfgang Busch:
Oke. Dus, denk ik, het is best grappig, want het was eigenlijk de keuze die ik had op de middelbare school toen ik nadacht over wat voor soort onderwerp ik wilde studeren? Dus ik had zoiets van, echt, ik wist zeker dat het biologie was, maar ik kwam in de verleiding om ofwel politieke wetenschappen te studeren of zoiets op een filmschool. Dus ik hou van creativiteit, dus, en ik hou van films. Dus een filmregisseur zou ook een goede keuze zijn.
Beurs van Bretagne:
Hm. Denk jij dat je een goede film over planten kunt regisseren?
Wolfgang Busch:
Welnu, ik moet zeggen dat ik waarschijnlijk de grootste producent van rootfilms ter wereld ben, omdat we altijd time-lapse-beeldvorming doen en we een zeer, zeer krachtig screeningplatform hebben. Dus ik denk niet dat er een laboratorium is dat meer op kleine filmfragmenten lijkt. Uh, maar ja, ik weet het niet, ik weet het niet, ik, ik weet het niet zeker. Ik denk dat ik een film over planten zou kunnen regisseren, maar ik ben waarschijnlijk meer geïnteresseerd in een echte, zoals in een, in een soort Hollywood-achtige film.
Beurs van Bretagne:
Eh, en heb je advies voor aspirant-plantenbiologen?
Wolfgang Busch:
Het belangrijkste advies dat ik zou geven is volg je passies. Wees gedurfd en visionair, maar wees er slim in. Ik denk dat wetenschap een van de weinige beroepen is waarin je een heel, heel grote mate van intellectuele onafhankelijkheid kunt hebben. En als je hiervan geniet als een grote hoeveelheid intellectuele voldoening, toch? Je hebt ook het vermogen om te bewegen tussen landen en culturen en om te werken met mensen van allerlei verschillende achtergronden met allerlei verschillende verhalen en talen. Dus dat kan heel inspirerend en bevredigend zijn als je hierin geïnteresseerd bent. Wetenschapper zijn is een groot goed. En, en ook omdat je kunt werken aan de dingen waar je echt gepassioneerd over bent.
Beurs van Bretagne:
Zeker. En wat denk je dat de toekomst in petto heeft voor dit vakgebied?
Wolfgang Busch:
Ik denk dat we beter gaan begrijpen hoe planten de wereld zien, hoe ze reageren en hoe ze zullen reageren op een toekomstige omgeving. Hoe kweken we eigenlijk planten die 11 miljard mensen van voedsel en vezels kunnen voorzien? En dat is plantenbiologie, toch? En de andere is de klimaatcrisis waar eh, plannen als de centrale agent in de koolstofcyclus een enorme rol kunnen spelen bij het naar beneden halen van de koolstof uit de atmosfeer om de opwarming van de aarde en de klimaatverandering tegen te gaan. En waarom dit voor een paar mensen heel duidelijk is. Het. Ik denk dat plantenwetenschappers zichzelf en vervolgens de wereld ervan moeten overtuigen dat het een grote inspanning op dit gebied moet zijn, veel meer geld om planten als onze bondgenoten te gebruiken om van de wereld een betere plek te maken.
Beurs van Bretagne:
Absoluut. Nou, heel erg bedankt dat je vandaag op de podcast bent gekomen. Ik voel me zo verlicht, niet alleen over planten, maar ook over wortels, iets waar ik nog niet veel van wist, dus ik waardeer het enorm dat je je expertise met ons deelt. Nogmaals bedankt.
Wolfgang Busch:
Graag gedaan. Het was me een genoegen. Bedankt.
omroeper:
Doe de volgende keer met ons mee voor meer geavanceerde Salk-wetenschap. Bij Salk werken wereldberoemde wetenschappers samen om grote, gedurfde ideeën te onderzoeken, van kanker tot de ziekte van Alzheimer, veroudering tot klimaatverandering. Waar genezingen beginnen is een productie van het Office of Communications van het Salk Institute. Ga voor meer informatie over het vandaag besproken onderzoek naar de Salk dot EDU slash-podcast.