Een microbiële sensor die landmijnen kan detecteren. Die werd de afgelopen maanden in elkaar geknutseld door een studententeam van de TU Delft, Universiteit Leiden en Hogeschool Rotterdam. Met hun systeem doen zij mee aan iGEM, een internationale studentencompetitie voor synthetische biologie.
Tot nu toe maakten microbiële sensoren gebruik van fluorescentie, maar dat geeft praktische problemen. Het is buiten het laboratorium namelijk lastig te bepalen hoe sterk de fluorescentie is. “Wat onze sensor speciaal maakt, is dat deze een elektrische output geeft die wel direct goed meetbaar is”, zegt Anamaria Buda, captain van het Delftse iGEM team. Kennislink sprak haar over de ontwikkeling van het systeem en haar visie op synthetische biologie in het algemeen.
Deze microbiële sensor is in staat om landmijnen op te sporen. Je kunt er een grondmonster instoppen en het apparaat geeft als uitslag de concentratie explosieve stoffen in dat stukje grond.
iGEM2014, team TU Delft LeidenWaarom zijn jullie deze sensor gaan bouwen?
“Met het oog op de detectie van landmijnen. Dat is op dit moment een kostbaar en langzaam proces. Je hebt er speciaal getrainde mensen en honden voor nodig die elk stukje bodem minutieus afzoeken. Wij hebben de, algemeen voorkomende, E. coli bacterie genetisch zo aangepast dat hij in staat is om explosieve stoffen zoals TNT te herkennen en dan een elektrisch signaal af te geven.”
En die bacterie laat je dan los in een gebied met landmijnen?
“Nee, dat kan natuurlijk niet zomaar. De bacteriën zitten in een apparaat. Mensen die in een gebied met mijnen aan het werk zijn, kunnen een grondmonster nemen en dat in het apparaat stoppen. Als er explosieve stoffen in het monster zitten, geven de bacteriën een elektrisch signaal dat met behulp van gouden nanodeeltjes door het apparaat wordt geleid. Het apparaat geeft als uitslag de concentratie explosieve stoffen in dat stukje grond. Aan de hand van die concentratie kun je dan bepalen of er wel of geen landmijn in de buurt ligt.”
Ik zie toch praktische problemen, want er zitten levende bacteriën in het apparaat. Hoe lang gaat zo’n sensor dan mee?
“In principe zo lang als je hem nodig hebt. De bacteriën zitten in een voedingsmedium en als je dat ververst, blijven er steeds nieuwe bacteriën groeien. Maar dat is in de praktijk natuurlijk niet zo realistisch. Hoe lang de sensor blijft werken als je het medium niet ververst, weten we niet. Dat zou nog onderzocht moeten worden.”
iGEM team Delft 2014. Boven, van links naar rechts: Tomek Dideren (biochemie en biotechnologie), Anne van der Meij (microbiologie), Sam Castle (industrieel ontwerp), Mariëlle van Kooten (moleculaire biologie en celbiologie), Cristy Verzijl (biologie en medisch laboratoriumonderzoek), Duco Blanken (toegepaste natuurkunde) en Matthijs Rozemuller (toegepaste natuurkunde). Onder, van links naar rechts: Joan Cortada Garcia (biotechnologie), Anamaria Buda (technologie management), Janna Bogers (nanobiologie), Esraa Bekdas (biologie en medisch laboratoriumonderzoek), Anton Pols (toegepaste natuurkunde) en Debarghya Ghosh (mechanisch ontwerp).
iGEM team Delft-Leiden-Rotterdam 2014Gaan jullie dat nog doen?
“Nee, ons project is bijna ten einde. 17 oktober was de laatste deadline voor de finale van iGEM. We hebben alle experimenten gedaan die nodig zijn om te laten zien dat de sensor werkt voor het doel wat wij voor ogen hebben. Dat is ook waar de wedstrijd om draait: iets maken dat werkt om zo te laten zien wat er allemaal mogelijk is met synthetische biologie.”
Wat is synthetische biologie volgens jou?
“Een mogelijkheid om de organismen om ons heen zo aan te passen dat we ze kunnen gebruiken, op een nuttige manier.”
En is dat heel anders dan genetische modificatie, zoals we dat al langer kennen?
“Binnen synthetische biologie maak je gebruik van genetische modificatie. Maar mensen zijn een beetje bang geworden voor de term genetische modificatie. Ik denk dat we met synthetische biologie aan de samenleving kunnen laten zien dat we dergelijke methoden zo kunnen toepassen dat we er echt iets aan hebben.”
In het laboratorium wordt de E. coli bacterie zo aangepast dat hij de explosieve stof TNT kan detecteren.
iGEM2014, team TU Delft Leiden RotterdamOver toepassingen gesproken, gaat de ontwikkeling van de sensor nog verder na iGEM?
“Dat weten we nog niet precies. We zijn tijdens het project wel bij een bedrijf in Duitsland geweest. Die hadden interesse, dus ze zouden het kunnen oppikken. Wij hebben nu laten zien dat de sensor werkt voor het detecteren van landmijnen, maar er zijn ook andere toepassingen denkbaar. Als de bacterie TNT kan herkennen, kunnen we hem ook ‘leren’ om andere stoffen op te sporen. Zo zou de sensor bijvoorbeeld van pas komen als goedkope dopingtest in de sportwereld.”
Wil jij meepraten over de voor-en nadelen van synthetische biologie? Reageer dan op de eerste vraag van de discussie!