Je leest:

Goud voor Delftse thermometer-bacterie

Goud voor Delftse thermometer-bacterie

Auteur: | 27 november 2008

Een gouden medaille en de prijs voor de beste website. Daarmee verliet een studententeam van de Technische Universiteit Delft eerder deze maand de iGEM-competitie van het prestigieuze MIT in Boston. Hun inzending: een bacterie die dienst doet als thermometer.

“Onder daverend applaus mochten we het podium opkomen om de prijs voor onze website in ontvangst te nemen”, vertelt Steven Flipse. Als Life Science & Technology student is Steven één van de zes Delftse studenten die samen met vier begeleiders eerder deze maand in Boston in de prijzen viel bij de iGEM-competitie. Deze wedstrijd zet sinds enkele jaren de wereldwijde standaard voor het bouwen van biologische machientjes. Uit tachtig inzendingen verkoos de jury de website van het Delftse team over hun ‘thermometerbacterie’ als winnaar van de beste wiki. Daarnaast ontvingen ze een gouden medaille voor hun project, waarmee ze zich in hetzelfde rijtje mogen plaatsen als topuniversiteiten Harvard, MIT en UC Berkeley.

Lichtgevende hondendrol

De iGEM-competitie is een initiatief van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en staat voor international Genetically Engineered Machine competition. Het is de bedoeling dat de deelnemers een doodgewone bacterie nemen en die ombouwen tot een ‘apparaatje’ dat iets unieks doet. Voorbeelden van eerdere projecten zijn coliroids, bacteriën die van kleur veranderen zodat je er foto’s mee kunt maken, en een bacterie die gewone olijfolie kan onderscheiden van extra vergine olijfolie. Deze inzending kwam, weinig verrassend, van een Italiaans team. De competitie heeft als doel om het nieuwe werkveld ‘synthetische biologie’ onder de aandacht te brengen.

“Synthetische biologie is het maken van biologische systemen”, zegt Janine Kiers, één van de begeleiders van het Delftse studententeam. “De term komt uit Amerika, en het geeft de razendsnelle ontwikkeling op het gebied van het ontwerpen en maken van biologische systemen aan. Denk bijvoorbeeld aan genetische modificatie, biologische processen op nanoschaal en de zoektocht naar een vervanger voor DNA als drager van informatie.” Maar dus ook een bacterie die van kleur verandert als het warmer wordt.

“De eerste brainstormsessies begonnen met bacteriën voor allerlei toepassingen, van medische tot voedsel en biobrandstof”, gaat Janine verder. “Eén van de grappigste ideeën was een lichtgevende bacterie die we in hondenvoer zouden doen. Als die er aan de andere kant weer uitkomt heb je lichtgevende hondendrollen, hoe handig! Helaas stuitte dit idee op praktische en ethische bezwaren. We moesten het realistisch houden en kozen dus voor een bacterie die verkleurt als de temperatuur verandert.”

De thermometerbacterie uit Delft is een beestje dat twee dingen doet: de temperatuur voelen en erop reageren. Zodra de temperatuur in zijn omgeving boven de 32 graden Celsius komt vindt er in de bacterie een verandering plaats. Een rolletje genetisch materiaal genaamd RNA ontvouwt zich als een brandslang. Hierin ligt een blauwdruk verborgen voor een speciaal eiwit dat zorgt dat de bacterie gaat verkleuren. Als het RNA zich bij 32 graden ontvouwt ‘zien’ de eiwitfabriekjes (ribosomen) van de bacterie deze blauwdruk, en beginnen ze het verkleuringeiwit te bouwen. Resultaat: is het 32 graden of kouder, dan is de bacterie geel, is de temperatuur 37 graden of hoger, dan is de bacterie rood.

De temperatuursensor van de Delftse bacterie is een streng RNA in de vorm van een looping. Bij 30 graden of minder is de looping gesloten, maar bij 37 graden gaat deze open. Dan ligt het deel van de streng bloot (SD) waar de eiwitfabriekjes, de ribosomen, aan binden (50S en 30S). De ribosomen bouwen dan het eiwit waarvoor dit stukje RNA de blauwdruk is. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Tenminste, zo zou de bacterie móeten werken. Helaas is het team niet zo ver gekomen, maar volgens Steven Flipse is de lastigste horde genomen. “We begonnen in mei met brainstormen, en hebben ons idee in de zomer verder uitgewerkt. In die vier maanden kregen we het voor elkaar om de bacterie te laten reageren op een temperatuursverandering tussen 32 en 37 graden. Om dit te zien gebruikten we luciferase.” Luciferase is een enzym dat ervoor zorgt dat de bacterie licht geeft bij een temperatuurverandering, ook een leuk effect.

Biologisch plastic

Volgens het team is de kleurverandering niet zo belangrijk. “Het lijkt me geweldig om een biothermometer aan mijn muur te hebben,” geeft Kiers toe, “maar dat is niet de beoogde toepassing. We willen onze bacterie gebruiken om temperaturen in grote reactievaten bij te houden. In die reactievaten maken bacteriën of schimmels stofjes voor de productie van bijvoorbeeld penicilline en biologisch plastic. Later kunnen we zulke productieprocessen misschien combineren met de temperatuurgevoeligheid van onze bacterie. Dan kun je alles aan- en uitschakelen door simpelweg de temperatuur te veranderen! Helaas duurt dat volgens onze professoren nog wel even; plasticproductie starten met een simpele draai aan de thermostaat is nog niet zo realistisch.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 27 november 2008

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.