Studenten bouwen bacterie tegen olievervuiling /1 reactie

Studenten bouwen bacterie tegen olievervuiling

Een zomer lang in het laboratorium staan. Dat had een team studenten van de Technische Universiteit Delft ervoor over om deel te nemen aan de International Genetically Engineered Machine wedstrijd (iGEM 2010) in Boston, USA. En met succes.

Met hun project de ‘Alkanivore’ behoorden ze tot de wereldtop; de beste 6 van de 124 internationale teams. Ze werden beloond met een gouden medaille, een prijs voor de beste presentatie en een tweede plek in de categorie milieuprojecten. Deelnemers Nadine Bongaerts en Eva Brinkman doen verslag.

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, de zogenaamde ‘BioBricks’.

Bacterie ontwerpen

Deze BioBricks zijn standaard uitwisselbare onderdelen van DNA waarmee het micro-organisme een bepaalde functie kan vervullen. De iGEM organisatie voorziet elk team van een bouwpakket met deze gestandaardiseerde stukken DNA. Op die manier kan een team zelf zijn bacterie ontwerpen. Zulk precies gesleutel met DNA heet ook wel synthetische biologie

Het olielek in de Golf van Mexico zorgde ervoor dat het Delftse team zich realiseerde dat opgeloste oliemoleculen in (afval)water een serieuze bedreiging vormen voor het ecosysteem. 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. Deze moleculen bestaan uit ketens van voornamelijk koolstof en waterstof atomen. Het afbreken van alkanen gebeurt in een aantal stappen die versneld kunnen worden door eiwitten.

In Delft werd de labbacterie Escherichia coli getransformeerd tot een alkanenafbreker en kreeg de naam: ‘Alkanivore’. De Alkanivore E.coli werd voorzien van genen die coderen voor de eiwitten alkB2 en ladA. Deze eiwitten helpen bij de omzetting van lange en gemiddeldlange alkanen. Tijdens deze omzetting blijven alkanolen over. BioBricks van de eiwitten ADH en ALDH werden vervolgens aan de E.coli bacterie toegevoegd, om de alkanol verder om te zetten naar alkanal (ADH) en tot slot in carbonzuur (ALDH).

Carbonzuur kan vervolgens zelf door de E.coli bacterie verder verwerkt worden in het metabolisme van de cel. Het team toonde aan dat de nieuwe conversiestappen in dit proces werkten, maar het proces vergt nog optimalisatie. Het is aan toekomstige teams om dit te verbeteren.

Bacteriegroei in zee

Alleen afbreken van alkanen is niet genoeg om deze bacterie succesvol te maken. De bacterie moet in zee wel in staat zijn om zich te beschermen tegen hoge zout- en alkaanconcentraties. De eigenschap om E.coli in hoog zout- en olieconcentraties te laten overleven werd bereikt door de implementatie van twee verschillende genen: bbc1 en PhPHDαβ. Met deze twee genen bleef de E.coli bacterie goed groeien bij relatief hoge zout- en alkaanconcentraties.

Tot slot werd er nagedacht over een mechanisme dat olie en water beter met elkaar laat mengen, zodat de bacterie de waterafstotende alkanen kan bereiken in water. Een toename van de oplosbaarheid van olie in water was bereikt door het toevoegen van een emulgerend eiwit, AlnA. Dit eiwit werkt als een soort zeep en lost de nabijgelegen alkanen op in het water.

Nederland bij de top van de wereld

Aan het einde van de zomer is het team afgereisd naar MIT in Boston, waar alle teams bijeenkomen om de resultaten van hun onderzoek te presenteren voor meer dan duizend 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 het team een gouden medaille voor de door hun ontworpen BioBricks, een prijs voor de beste presentatie en ze bemachtigde een tweede plek in de categorie milieu.

Reageren via Facebook

Over Redactie Sync

Sync.nl publiceert artikelen en nieuwsberichten over de toenemende invloed van wetenschap en technologie op de business. Ideeën voor artikelen? Meeschrijven? Laat het ons weten via redactie@sync.nl.