Blogger: Floor Vervuren
Wat hebben de piramides van Gizeh, het Pantheon en de Akropolis met elkaar gemeen? Ja, het zijn natuurlijk historische monumenten van onschatbare waarde. Maar dat is niet alles, ze zijn ook allemaal van hetzelfde materiaal gemaakt: mergel*. Duizenden jaren lang gebruikten talloze volkeren dit gesteente, waaronder ook in ons eigen Limburg. Maar nu staat de toekomst van deze monumenten op het spel.
Mergel heeft zijn stempel gedrukt op Nederland. De grotten in onze studentenstad Maastricht zijn daar een mooi voorbeeld van. De ruim zestig kilometer lange tunnels die de grotten van Maastricht vormen, hebben een lange geschiedenis achter de rug. Er zijn niet alleen talloze kunstwerken in uitgehouwen en geschilderd, maar de grotten speelden ook een belangrijke rol tijdens de Tweede Wereldoorlog. Ze dienden als schuilplaats voor burgers en verborgen zo’n achthonderd kunstobjecten voor de nazi’s, waaronder Rembrandts geliefde Nachtwacht.
Op biotechnologie.nl bloggen drie Nederlandse teams over hun deelname aan de iGEM competitie van 2023. Lees meer over iGEM.
Hoe dit uitgebreide tunnelsysteem is ontstaan? Door de winning van de Limburgse mergel. De gevolgen daarvan zie je overduidelijk terug wanneer je door het Zuid-Limburgse landschap trekt. Overal waar je kijkt, bevatten huizen, gebouwen en treinstations mergel. In Valkenburg bestaat een kasteelruïne zelfs volledig uit mergelblokken.
Kasteelruïne Valkenburg bestaat volledig uit blokken mergel.
Het behoud van de historische mergel van onze stad is voor ons van groot belang. De gebouwen hebben een belangrijke architecturale en culturele waarde die de stad een unieke uitstraling geeft. Helaas gaan veel monumenten die van dit kalksteen zijn gemaakt langzaam verloren doordat zure regen, luchtvervuiling en andere milieufactoren de mergel aantasten. Er ontstaan dan microscheurtjes in de steen, wat de structurele integriteit van de monumenten in gevaar brengt. Traditionele methoden om scheuren te herstellen met dure epoxies zijn niet duurzaam en veranderen bovendien de kleur en vorm van de steen.
De Maastrichtse methode om mergel te repareren lijkt op microscopisch niveau op een spinnenweb met dauwdruppels. Een bacterie maakt een soort raster, terwijl een andere bacterie calciumcarbonaat aan de draden ‘plakt’. Zo vullen de twee micro-organismen scheuren en barsten in mergelgebouwen.
Daarom ontwikkel ik samen met een team van tien enthousiaste medestudenten een bacterie die in staat is scheuren in mergelconstructies te repareren, zonder het uiterlijk van de steen aan te tasten. We produceren bacteriën die een stabiel raster van DNA in de openingen van de mergel vormen. Een tweede type genetisch aangepaste bacterie plakt daar vervolgens calciumcarbonaat op, het voornaamste ingrediënt van mergel. Dat kun je vergelijken met een spinnenweb waar dauwdruppels aan vast blijven plakken. Het microscopische ‘spinnenweb’ verbetert de stabiliteit van de mergel en vult uiteindelijk de gaten en scheuren op.
Mijn team liet zich inspireren door de rijke geschiedenis van onze stad om synthetische biologie te combineren met het behoud van cultureel erfgoed. Met deze aanpak willen we een nieuw middel creëren om de achteruitgang van mergel tegen te gaan en de structurele integriteit te herstellen, zodat ons cultureel erfgoed voor de komende generaties behouden blijft. Misschien zullen de Limburgse mergelgrotten, die al vrij bekend zijn binnen Nederland, dan over duizend jaar in een adem genoemd worden met het welbekende Pantheon en de wereldberoemde Akropolis.
*De piramides van Gizeh, het Pantheon en de Akropolis zijn gemaakt van kalksteen. Mergel is een type kalksteen dat voornamelijk voorkomt in Limburg.