Anja Spang

Laureaat Natural Sciences 2023

Anja Spang

Anja Spang (1983) voltooide haar doctoraat over archaea in 2013 in Oostenrijk, ondersteund door de Austrian Academy of Sciences. Vervolgens verwierf ze een Marie Curie Fellowship om deel te kunnen nemen aan de onderzoeksgroep van Dr. Thijs Ettema in Zweden. In 2017 maakte ze de overstap naar het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) waar ze een onafhankelijke onderzoekslijn opzette met steun van onder meer een WISE tenure-track award van de NWO.

Spang ontving verschillende beurzen en prijzen, waaronder een ERC Starting Grant, ter ondersteuning van haar onderzoek naar archaea en de evolutie van cellulair leven. In 2021 kreeg ze een vaste aanstelling, en momenteel werkt ze als onderzoeksleider bij het NIOZ en als bijzonder hoogleraar Symbioses in Evolution aan de Universiteit van Amsterdam.

Website

Onderzoeksfocus

Anja Spang bestudeert de bijzondere rol die verschillende micro-organismen zoals archaea gespeeld hebben bij grote evolutionaire veranderingen, waaronder de oorsprong van eukaryoten waartoe ook de mens behoort.

Raadselachtige microben

Er was een tijd dat wetenschappers dachten dat alleen zichtbare soorten, zoals mensen, planten en dieren, samen de natuur vormden. Inmiddels weten we beter: maar liefst twee derde van het leven op aarde bestaat uit microben die niet te zien zijn zonder microscoop. Deze microben zijn de archaea en bacteriën, samen ook wel prokaryoten genoemd. In tegenstelling tot de eukaryoten (waartoe de mens behoort) hebben zij simpele cellen zonder celkern. Archaea en bacteriën zijn de oudste cellulaire levensvormen, en komen overal op aarde voor.

Evolutionair microbioloog Anja Spang is gefascineerd door de archaea, en in het bijzonder hoe evolutie wordt beïnvloed door de symbiose tussen verschillende microbensoorten. Wie waren de voorouders van de archaea en bacteriën? Hoe en wanneer zijn de eukaryoten ontstaan? En hoe zijn al deze cellen in de loop van de tijd geëvolueerd tot de grote biodiversiteit die we vandaag op aarde zien? Dit zijn enkele van de fundamentele vragen die Spang probeert te ontrafelen. En met succes.

De afgelopen jaren ontdekte Spang een indrukwekkend aantal nieuwe varianten van de archaea. Zoals de vondst van de Lokiarchaea en verwante afstammingslijnen die samen de Asgard-archaea vormen. Door op innovatieve wijze het DNA van de Asgard-archaea te reconstrueren, vonden Spang en haar teamleden, revolutionair bewijs voor de hypothese dat eukaryote organismen twee miljard jaar geleden zijn voortgekomen uit een symbiose tussen archaea en bacteriën. Oftewel, zonder archaea was de mens er nooit gekomen. Dit inzicht leidde onder meer tot een voorstel voor een update van de ‘Tree of Life’, het bekende model voor de evolutie van organismen.

Op dit moment bestudeert Spang de DPANN-archaea, een raadselachtige groep microben die vermoedelijk zijn behept met een symbiotische of parasitaire levensstijl. Haar eerste grote publicaties hierover maken duidelijk dat de DPANN-archaea diverser zijn dan aanvankelijk werd gedacht, en vermoedelijk allerlei verschillende gastheren hebben.

Wat Spangs onderzoek extra relevant maakt, is dat de archaea niet alleen licht werpen op onze evolutionaire geschiedenis, maar ook in het heden van invloed zijn op bijvoorbeeld het klimaat. Toch weten we nog steeds weinig over hun precieze functie. Daar liggen dan ook onderzoeksvragen waar Spang zich de komende tijd op wil richten. Hoe beïnvloeden archaea andere organismen, en de kringloop van voedingsstoffen? En hoe interacteren al deze organismen met elkaar? Het beantwoorden van dit soort kwesties zal helpen om een beter inzicht te krijgen in de celbiologie van archaea, onze microbiële voorouders, én het functioneren van onze ecosystemen.