Kary Mullis heeft niet alleen de wetenschap veranderd. Hij heeft per ongeluk de manier waarop we naar het leven zelf kijken opnieuw uitgevonden. Geboren in Lenoir, North Carolina, in 1944, stierf hij in Newport Beach, Californië, in 2019. Maar zijn nalatenschap staat niet in zijn biografie. Het bevindt zich in elk ziekenhuislaboratorium en forensisch team ter wereld. In 1993 was hij mede-winnaar van de Nobelprijs voor de Scheikunde. De reden? De polymerasekettingreactie. PCR. Het is een simpele truc. Neem een klein stukje DNA. Kopieer het miljarden keren. Doe het binnen een paar uur.
Voordien was het verkrijgen van voldoende DNA om te bestuderen een nachtmerrie. Het was langzaam. Het was duur. Het was moeilijk. Mullis heeft dat opgelost.
Het toevallige genie
Mullis was niet altijd een laboratoriumrat. Nadat hij in 1973 zijn doctoraat in de biochemie behaalde aan UC Berkeley, liep hij weg. De wetenschap belde niet. Hij wilde fictie schrijven. Hij werkte bij een bakkerij. Twee jaar lang. Hij kneedde deeg in plaats van nucleotiden.
Toen dreef hij terug. Hij bekleedde onderzoeksposten aan verschillende universiteiten. In 1979 landde hij bij Cetus Corp. in Californië. Dit biotechbedrijf werd het podium voor zijn grootste moment.
Hij ontwikkelde PCR in 1983. Het idee kwam niet als een bliksemschicht binnen. Het kwam tijdens het rijden. Alleen. Over kronkelige bergwegen door Californië. Hij reed snel. Denk aan DNA. Hij begon kettingen van opgerolde moleculen te zien. Elektrische kleuren in zijn geest. Hij stelde zich de structuur voor. Hij besefte dat je het kon kopiëren. Herhaaldelijk. Exponentieel.
‘Functioneel nuchter’, schreef Mullis later, zag hij elektrische visioenen van DNA tijdens het rijden, wat rechtstreeks leidde tot het PCR-concept.
Hij beweerde dat zijn tijd bij het synthetiseren en gebruiken van LSD in Berkeley zijn geest opende. Of die chemische waas nu tot het inzicht leidde of niet, het resultaat was reëel.
De chemie van kopiëren
Hoe werkt PCR? Het is afhankelijk van vier hoofdingrediënten. Geen magie. Gewoon chemie.
Ten eerste heb je het sjabloon-DNA nodig. Dat is het dubbelstrengige segment dat u wilt kopiëren. Ten tweede heb je primers nodig. Dit zijn korte, enkelstrengige DNA-segmenten. Ze komen overeen met specifieke plekken op de sjabloon. Ten derde heb je nucleotiden nodig. De basisbouwstenen van DNA. Ten vierde heb je een polymerase-enzym nodig. Dit enzym bouwt de nieuwe strengen.
Het proces is een cyclus. Warmte. Koel. Herhalen.
Verwarm het mengsel. De DNA-strengen scheiden zich. Koel het af. De primers hechten zich aan hun complementaire plekken. Het polymerase komt tussenbeide. Het voegt nucleotiden toe aan de primers. Nu heb je twee dubbelstrengige moleculen.
Doe het opnieuw. En opnieuw. Dertig cycli duren slechts een paar minuten. Elke cyclus verdubbelt het DNA. Na dertig ronden heb je meer dan een miljard exemplaren. Van één originele streng.
Het verraad van $ 300 miljoen
Mullis kreeg een bonus. $ 10.000. Dat was het.
Cetus Corp. bezat de rechten op PCR. Ze patenteerden het. Zij beheersten het. In 1986 verliet Mullis het bedrijf. Hij was verbitterd. Hij voelde zich bedrogen. Het bedrijf verkocht die rechten voor $ 300 miljoen.
Driehonderd miljoen dollar. Mullis kreeg een bonus en een ontslagvergoeding. De rest verdween naar bedrijfsrekeningen. Hij heeft nooit een fractie gezien van het fortuin dat zijn uitvinding opleverde.
Van 1986 tot 1988 werkte hij bij Xytronyx, Inc. in San Diego als directeur moleculaire biologie. Daarna ging hij freelancen. Advies. Drijvend. Hij begon te surfen. De oceaan verving de laboratoriumbank.
Waarom PCR alles veranderde
De toepassingen zijn overal. U heeft waarschijnlijk dagelijks interactie met PCR zonder dat u het weet.
In de geneeskunde is het een diagnostische krachtpatser. Artsen kunnen bacteriële of virale infecties identificeren aan de hand van kleine monsters. Het is niet nodig om dagenlang bacteriën te laten groeien. Versterk gewoon het genetisch materiaal. Screenen op genetische aandoeningen. Sikkelcelanemie. Huntington’s chorea. PCR detecteert ze. Snel.
De forensische wetenschap vertrouwt erop. Plaats delict levert weinig op. Een haarlok. Een druppel bloed. Sporen van sperma. PCR versterkt wat er is. Het identificeert verdachten. Het identificeert slachtoffers. Het brengt afsluiting.
Evolutiebiologen gebruiken het ook. Ze halen minieme hoeveelheden DNA uit fossiele resten. Oude soorten. Uitgestorven zoogdieren. PCR maakt die oude snaren leesbaar. Het is ook een belangrijk hulpmiddel bij DNA-sequencing.
De ingewikkelde man
Mullis was briljant. Hij was ook lastig. Hij had een strijdlustige persoonlijkheid. Bij Cetus maakte hij ruzie met collega’s. Hij maakte ruzie met superieuren. Hij speelde niet aardig.
Zijn persoonlijke leven was chaotisch. Hij achtervolgde vrouwen agressief. Hij nam foto’s van naakte vrouwen op in zijn wetenschappelijke presentaties. Dat was niet alleen maar excentriciteit. Het was een grensoverschrijdende gewoonte. Hij heeft drie echtscheidingen meegemaakt. Hij hertrouwde voor de vierde keer.
Hij had controversiële standpunten. Hij verwierp de klimaatverandering. Hij ontkende dat HIV AIDS veroorzaakte. Dit waren geen wetenschappelijke standpunten. Het waren persoonlijke overtuigingen. Sommigen noemden ze complottheorieën. Anderen noemden hem een buitenbeentje. De meeste wetenschappers wilden gewoon dat hij zich aan de chemie hield.
Zijn autobiografie, Dancing Naked in the Mind Field (1997), legde het allemaal uit. Hij schreef over het rijden. De visioenen. De woede op Cetus. Het surfen. De medicijnen. De eenzaamheid.
PCR zit in uw DNA-testkit. Het zit in uw strafrechtelijk onderzoek. Het staat in uw medisch dossier. Mullis bouwde de motor. Hij heeft de royalty’s niet ontvangen. Hij kreeg de bekendheid niet in de traditionele zin. Hij kreeg een Nobelprijs. En een ingewikkelde erfenis.
Het DNA kopieert zichzelf. De man niet. Hij vervaagde. In de branding. In de verhalen. In de miljarden exemplaren die hij maakte.
