Het iGEM avontuur startte in maart voor negen TU Delft-studenten van Life Science & Technology en Bioinformatica. iGEM wordt jaarlijks georganiseerd door het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston.
Bij deze wedstrijd worden studententeams van over de hele wereld uitgedaagd om een micro-organisme te voorzien van nieuwe biologische bouwstenen, zogenaamde ‘BioBricks’. Deze BioBricks zijn standaard uitwisselbare onderdelen van DNA waarmee het micro-organisme een bepaalde functie kan vervullen. Op die manier kan een team zelf een bepaalde bacterie ontwerpen. Zulk precies gesleutel met DNA heet ook wel synthetische biologie.
Milieu
Het olielek in de Golf van Mexico deed het Delftse team realiseren dat opgeloste oliemoleculen in (afval)water een serieuze bedreiging vormen voor ons milieu. In het kader van iGEM gingen de Life Science-studenten de uitdaging aan om met behulp van synthetische biologie een bacterie te ontwerpen die inzetbaar is voor dit probleem.
Olie bestaat uit een mengsel van verschillende moleculen met verschillende lengtes. Om te beginnen is gekozen om een van de hoofdcomponenten van olie aan te pakken: de moeilijk afbreekbare alkanen. Dat zijn lange ketens van koolstof- en waterstofatomen.
Afbreken die hap
De Delftse studenten transformeerden de labbacterie Escherichia coli tot een alkanenafbreker en gaven het de naam ‘Alkanivore’. De ‘Alkanivore’ werd voorzien van genen die coderen voor de eiwitten alkB2 en ladA. Deze eiwitten helpen bij de omzetting van de langste alkanen, én alkanen van gemiddelde lengte. Dan houd je alkanol over.
Om de alkanol af te breken, voegde het Delftse team BioBricks van de eiwitten ADH en ALDH aan de E.coli-bacterie toe: als eindproduct levert dat carbonzuur op. Carbonzuur kan vervolgens door de E.coli-bacterie zelf verder verwerkt worden in het metabolisme van de cel. Het team toonde aan dat het hele proces werkt, maar optimaal is het nog niet. Het is nu aan toekomstige teams om dit te verbeteren.
Alleen afbreken van alkanen is niet genoeg om deze bacterie succesvol te maken. De bacterie moet namelijk ook in staat zijn om zich in zee te beschermen tegen hoge zout- en alkaanconcentraties. Die bescherming kon het team geven door twee verschillende genen in te bouwen, bbc1 en PhPFDαβ, zodat de E.coli-bacterie het goed bleef doen bij relatief hoge zout- en alkaanconcentraties.
Zeep
Tot slot dachten de studenten na over een mechanisme dat olie en water beter met elkaar laat mengen, zodat de bacterie – die, eenmaal in zee, zelf is omgeven door water – toch de waterafstotende alkanen kan bereiken. Daarom bouwde het team een emulgerend eiwit in de bacterie, AlnA. Emulgerend wil zeggen dat het eiwit werkt als een soort zeep, zodat de alkanen vlakbij de bacterie toch in het water op kunnen lossen.
Aan het einde van de zomer is het team afgereisd naar MIT in Boston, waar alle teams bijeenkwamen om de resultaten van hun onderzoek te presenteren voor meer dan 1000 aanwezige deelnemers en juryleden. Met de ‘Alkanivore’ liet het team 124 internationale teams achter zich en belandde in de finale.
Samen met de teams uit Slovenië, Peking, Londen, Cambridge en Bristol behoren ze tot de zes beste iGEM teams van de wereld. Daarbovenop ontving the team een gouden medaille voor de door hen ontworpen BioBricks, een prijs voor de beste presentatie en ze bemachtigde een tweede plek in de categorie milieu.
Zie ook:
Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/synthetische-biologie.atom", “max”=>"8", “detail”=>"minder"}