In memoriam Jan Drenth (1925 – 2025)

Jan Drenth, emeritus-hoogleraar eiwitstructuurchemie aan de Rijksuniversiteit Groningen is op 11 februari 2025, negen dagen voor zijn honderdste verjaardag, overleden.

Jan werd op 20 februari 1925 in Groningen geboren en groeide op in de stad, samen met zijn zus en zijn eeneiige tweelingbroer Wiendelt, die later hoogleraar fysisch-organische chemie werd aan de Universiteit van Utrecht.

Na zijn eindexamen ging hij, samen met zijn broer, scheikunde studeren aan de Rijksuniversiteit Groningen (RUG). Dat gaf soms wat logistieke uitdagingen als ze mondeling tentamen moesten doen. Eén hoogleraar nam Jan bij de hand naar de deur en liet Wiendelt binnen, om zeker te weten dat hij het tentamen niet twee keer van dezelfde Drenth afnam.  Omdat ze weigerden de loyaliteitsverklaring te tekenen moesten ze, in het kader van de Arbeitseinsatz, samen met twintig andere scheikundestudenten, naar Duitsland.

Na de oorlog hervatte Jan zijn studie en studeerde in 1952 cum laude af. Hij begon een onderzoek bij prof. dr. E.H. Wiebenga naar de structuur van eiwitten door middel van elektronenmicroscopie en röntgendiffractie aan kristallen. Structuuronderzoek aan eiwitten stond nog in zijn kinderschoenen. In Wiebenga’s laboratorium werd al door Aafje Vos kristallografisch onderzoek gedaan aan anorganische verbindingen, maar niemand wist nog hoe eiwitten er echt uitzagen. De eerste voorlopige eiwitstructuur met 6Å resolutie, die van myoglobine, werd pas zes jaar later, in 1958, gerapporteerd[1].

Jan werkte aan drie enorme planteneiwitten en promoveerde in 1957 cum laude op kristallografisch en elektronenmicroscopisch onderzoek aan kristallen van deze planteneiwitten[2].

Na zijn promotie ging hij naar de VS voor een postdoc-onderzoek bij prof. Barbara Low, de Britse kristallografe die met Dorothy Hodgkin de structuur van penicilline had bepaald en een groep had opgezet aan de Columbia University in New York. Hier werkte hij aan insuline, een veel kleiner eiwit.

Na een jaar keerde hij weer terug in Groningen en zette een werkgroep op voor kristallografisch onderzoek aan eiwitten. De structuurbepaling van eiwitten was een kwestie van lange adem. Samen met Hans Jansonius, de latere hoogleraar aan het Biocentrum in Basel, en Roelof Koekoek werkt hij aan het enzym papaïne, een thiol-protease met een lengte van 212 aminozuren. Data werden aanvankelijk verzameld op film en met precessiecameras. In 1968 volgt de publicatie in Nature van de structuur van papaïne[3] met een resolutie van 2,8 Å. Dit was het derde enzym wereldwijd waarvan de structuur op atomair niveau werd bepaald. De structuur liet zien dat er in de eerder bepaalde aminozuurvolgorde een stuk van 13 aminozuren miste en dat twee stukken van de hoofdketen verkeerd waren verbonden. De publicatie maakte enorme indruk en zette de onderzoeksgroep internationaal op de kaart. Met de nieuwe medewerker, W.G.J. (Wim) Hol, die later hoogleraar werd, werd de groep er één van wereldklasse.

In 1969 werd Jan benoemd tot hoogleraar, een functie die hij tot zijn pensioen in 1990 zou houden. In 1973 werd hij benoemd tot lid van de Koninklijke Nederlandse Academie voor Wetenschappen en in 1980 ontving hij de Koninklijke Shellprijs voor chemie.

Jan legde in Groningen de basis voor de Nederlandse structuurbiologie. In de jaren tachtig verkreeg hij aanzienlijke fondsen voor nieuwe apparatuur, wat het mogelijk maakte om een area detector, het FAST-systeem van de Delftse firma Enraf-Nonius[4], aan te schaffen. Dit hielp het onderzoek aanzienlijk vooruit.

Met een team van promovendi en postdocs wist hij de structuur van verschillende eiwitten te bepalen. Samenwerking stond hoog in het vaandel: Met de elektronenmicroscopiegroep van Ernie van Bruggen voor het eiwit hemocyanine, met de Universiteit Utrecht en de Universiteit Wageningen voor respectievelijk de lipases en de flavine-eiwitten en met het synchrotron in Hamburg voor snelle datacollectie. Jan was vaak in het lab te vinden en ging ook mee op reis naar het synchrotron om diffractiedata te verzamelen en zo de nieuwe structuur te ontrafelen. Verschillende promovendi werden later zelf onderzoeker, in Nederland of op andere plekken in de wereld. Onder de rouwadvertentie die op 13 februari verscheen staan de namen van maar liefst veertien oud-promovendi van Drenth die nog steeds in de wetenschap werken.

In 1990 ging Jan met emeritaat, maar hij was nog zeker vijftien jaar dagelijks op het lab te vinden. Allereerst om een boek te schrijven over röntgendiffractie aan eiwitten, Principles of Protein X-Ray Crystallography[5], waarvan de eerste druk in 1994 verscheen tot en met een derde druk in 2007. Het boek werd zelfs in het Japans vertaald. Verder bleef het vraagstuk van de kristalgroei hem boeien. Samen met emeritus-professor Cor Haas onderzocht hij de groei van eiwitkristallen, wat in de periode 1990-2005 resulteerde in meer dan tien publicaties in o.a. het tijdschrift Journal Physical Chemistry[6].

Jan was hoffelijk, bescheiden, integer, nuchter, precies, maar hij was, als Groninger, ook recht door zee en kon daarom heel kritisch zijn. Zijn inspirerende en vriendelijke manier van communicatie en leidinggeven heeft zijn studenten, promovendi en postdocs enorm gestimuleerd in hun wetenschappelijke en persoonlijke ontwikkeling.

__________________

Bram Schierbeek

 

[1] Kendrew, J.C., Bodo, G., Dintzis, H. et al. A Three-Dimensional Model of the Myoglobin Molecule Obtained by X-Ray Analysis. Nature 181, 662–666 (1958). https://doi.org/10.1038/181662a0

[2] https://pure.rug.nl/ws/portalfiles/portal/14699143/File0240.PDF

[3] Drenth, J., Jansonius, J., Koekoek, R. et al. Structure of Papain. Nature 218, 929–932 (1968). https://doi.org/10.1038/218929a0

[4] Crystallography News, British Crystallographic Association, Issue No. 172 March 2025, pp. 29 – 31

[5] https://link.springer.com/book/10.1007/0-387-33746-6

[6] Haas, C., & Drenth, J. (1998). The protein-water phase diagram and the growth of protein crystals from aqueous solution. Journal of Physical Chemistry B102(21), 4226-4232.

 

Get to know the board: Loes Kroon-Batenburg

I am working in crystallography for over 40 years. I came to our lab (Laboratorium voor Kristalchemie) in 1977 as a student and worked on solving carbohydrate crystal structures with Jan Kanters. We continued this work in my PhD (1980-1985, Prof. A.F Peerdeman), when I got also interested in modelling, both with quantum chemical methods and molecular mechanics/dynamics. After my PhD, I continued working on carbohydrates and in particular on cellulose, derivatives and wood fibers with my husband Jan Kroon (then the professor of our group), with whom I did many projects financed by industry (AkzoNobel), Economic Affairs (IOP-K and EET), EU-FAIR and STW (Fig. a&b). I was a post-doc during more than 15 years (impossible these days!), but I did not mind: we were always successful in getting grants for interesting projects and I was very happy to stay with Jan in his lab. That situation changed completely when Jan died unexpectedly in 2001. Piet Gros took over the lead of the group who already transformed it into a protein crystallography lab.  I was appointed assistant professor, not without the help of the dean of chemistry, Prof. J.F.G Vliegenthart, in 2003. My research changed to methods developments in data processing, an area that I already became interested in because of my work on fiber diffraction. More recently, I became interested in diffuse scattering in both chemical and macromolecular crystallography (Fig. c). I have been active in the Diffraction Data Deposition Working Group (DDDWG) of the IUCr (International Union of Crystallography) from 2011 onward, and which now turned into a standing committee CommDat. We are setting up a new section in IUCrData: the Raw Data Letter, with the aim describing interesting, unusual, intriguing or complicated diffraction data, that could be a challenge for methods or software developers, but also for creating visibility of the data, which should be deposited in an archive with a persistent identifier (e.g. a DOI). More news on this will follow in future News Letters.

a&b) Fibre diffraction pattern of regenerated cellulose yarn (Cordenka EHM) and the crystal structure. c) Diffuse scattering in the hk0 plane of Cyclophilin A crystals.

Get to know the members: Daan Swarts

My name is Daan Swarts, and since 2019 I am an assistant professor at Wageningen University in the Laboratory of Biochemistry. In my independent research group, we focus on the characterization of bacterial immune systems. Also bacteria can get ‘sick’: invading nucleic acids such as viruses (bacteriophages) can kill cells, and other mobile genetic elements such as plasmids and transposons can be a metabolic burden or reduce fitness. Bacterial immune systems protect their host against such mobile genetic elements. Well-known examples of such systems are restriction-modification systems and CRISPR-Cas, but our research focuses on distinct immune systems of which the evolution, functionality, mechanisms, and structures are unknown. We are mainly interested in these systems from a fundamental point of view, but if interesting systems are found they might be repurposed for DNA editing or detection.

During my PhD (performed in the group of Prof. dr. John van der Oost at Wageningen University) my interest in bacterial immune systems was raised: I focused on the characterization of prokarytic Argonaute proteins (pAgos), which are homologous to eukaryotic Argonaute proteins (the key enzyme in RNA silencing pathways). We uncovered that pAgos interfere not with RNA but with DNA, and can protect their against invading DNA. During my PhD I got interested in protein structures, and wanted to learn how to apply structural biology methods. I continued my research as a post-doctoral EMBO fellow in the group of Prof. dr. Martin Jinek at the University of Zurich. There, my research revolved around determination of the structure and mechanisms of CRISPR-Cas12a, a CRISPR effector enzyme with capacities similar to that of Cas9. I learned how to apply X-ray crystallography and interpret structures, which remains important in the research we currently perform in my research group.

Swarts-lab-group
Daan Swarts’ lab, April 2022

We investigate prokaryotic immune systems using research techniques from various fields including bacterial genetics and biochemistry. X-ray crystallography is used to determine the macromolecular structures of proteins in complex with the nucleic acids that they interact with. Combined, this allows us to chart in detail the function and biochemical mechanisms of uncharacterized prokaryotic immune systems. Funded by a VENI, an ERC starting grant, and some independent PhD grants, my team currently consists of six PhD students and a technician. We recently published the first research paper from my group, in which we characterized an Argonaute-based immune system that kills its host to prevent spread to other bacteria (sorry no structures (yet…)).

In my free time (as far as that exists next to the tenure track), I like to spend time with my family (my girlfriend and I have a daughter (4y) and a son (1y)), travel, be outside in nature, or play (board)games with friends. I also go to the gym and play field hockey to relieve pressure. During the corona pandemic, I also picked up gardening as a hobby. I am looking forward to meet researchers in the Dutch crystallography field in person, now this is possible again!