09.11.18 11:17

Internationaler Studierendenwettbewerb zur synthetischen Biologie

iGEM-Team Düsseldorf holt Gold in Boston

Von: Kai Hußnätter / iGEM-Team Düsseldorf

Bereits zum dritten Male in Folge war die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) beim international Genetically Engineered Machine (iGEM) Wettbewerb vertreten. Nach zwei erfolgreichen Jahren, in denen eine Gold- und eine Bronzemedaille nach Düsseldorf geholt wurden, erreichte das diesjährige Team wieder den Goldstatus. Das interdisziplinäre Team, welches sich aus Studierenden verschiedener naturwissenschaftlicher Fachrichtungen zusammen setzt, entwickelte einen Baukasten, mit dem künstliche Gemeinschaften verschiedener Mikroorganismen (sogenannte Ko-Kulturen) etabliert werden können.

Das iGEM-Team auf dem Giant Jamboree in Boston (von oben links nach unten rechts): Kai Hußnätter, Nicholas Schmitt, Susanne Vollmer, Svenja Hermanns, Carina Gude, Katharina Polzen, Anna Behle, Sarah Seyffert, Jennifer Denter, Salima Rüdiger, Ylenia Longo, Max Dietsch. Weitere Teammitglieder: Miriam Dreesbach, Thomas Bick, Jan Maika, Nicolas Schmelling, Philipp Rink, Tim Blomeier. (Foto: Philipp Thill)

Ob im Verdauungstrakt, in Gewässern oder auf dem Feld: Mikroorganismen sind nie Einzelgänger, sondern leben immer in Gemeinschaften unterschiedlicher Arten. Das ermöglicht ihnen den Austausch von Nährstoffen und erhöht die Fitness der Gemeinschaft. Im Labor sind mikrobielle Gemeinschaften jedoch eine Ausnahme, ein Großteil der Forschung bezieht sich auf isolierte Einzelkulturen. Dies kann auch die Forschungsergebnisse verfälschen. Um diesen Missstand zu lösen, arbeitete das iGEM-Team der HHU an molekularen Werkzeugen, um verschiedene Mikroorganismen in Ko-Kulturen zu züchten. Diese sollen für eine Vielzahl von experimentellen Ansätzen nutzbar sein.

Die Hürden bei diesem Ansatz: Wo verschiedene Arten von Organismen aufeinander treffen, herrscht Konkurrenz um Platz und Nährstoffe. In der Natur hat sich während der Evolution ein Gleichgewicht zwischen den in Gemeinschaften lebenden Mikroorganismen etabliert. Moderne molekularbiologischen Methoden erlaubten den Studierenden des iGEM-Teams, künstliche Abhängigkeiten zwischen den Organismen zu schaffen. Dies ermöglicht eine stabile und ausgeglichene Kultivierung verschiedener Organismen.

Über die Laborarbeit hinaus konzentrierten sich die Düsseldorfer Studierenden auf die Öffentlichkeitsarbeit, um ihre Idee einem großen Publikum zu präsentieren sowie um mit Experten darüber zu diskutieren. Die Düsseldorfer Gruppe hat neben Reisen nach Marburg, München und schließlich Boston weitere Herausforderungen wie Vorlesungsreihen, Radiobeiträge und Umfragen gemeistert. Das Team veranstaltete unter anderem eine Vorlesungsreihe, um ein interessiertes Publikum mit der synthetischen Biologie vertraut zu machen. Es lud Geflüchtete zum Kennenlernen und Ausprobieren moderner Forschungsmethoden ein.

Das große Finale stellte der „Giant Jamboree“ im Oktober in Boston dar, eine internationale Konferenz, wo alle iGEM-Teams ihre Projekte präsentierten. Die HHU-Studierenden brachten eine Goldmedaille sowie die Nominierung für einen Sonderpreis mit zurück nach Düsseldorf. Auch 16 weitere Teams aus Deutschland schnitten gut ab, sieben Teams erfüllten ebenfalls die Kriterien für eine Goldmedaille. Zu diesen Kriterien gehören neben fachlichen Aspekten zum verfolgten Ansatz auch die Kollaboration mit anderen Teams sowie der Test des Systems unter realen Bedingungen.

Das Düsseldorfer iGEM-Team

Die Gruppe aus Düsseldorf besteht aus zwölf Studierenden aus der Biologie, Biochemie, Physik und Informatik, welche sich Ende 2017 zusammengefunden haben. Bei der anfänglichen Phase der Ideenfindung unterstützten sich die Nachwuchsforscherinnen und -forscher gegenseitig, Bachelor- sowie Masterstudierende durften eigenständig an der Ausarbeitung ihres Projekts arbeiten.

Zusätzliche Unterstützung erhielten sie dabei außerdem von sechs Mitarbeitern aus Instituten der Biologie, welche auch über das ganze Projektjahr mit Rat zur Seite standen. Betreut wurde das Team von Experten verschiedener Universitäten einschließlich der HHU. Jun.-Prof. Dr. Ilka Maria Axmann, Leiterin des Instituts für synthetische Mikrobiologie sowie Prof. Dr. Oliver Ebenhöh, Leiter des Instituts für Quantitative und Theoretische Biologie leiteten das Projekt dieses Jahr. Prof. Dr. Markus Pauly, Leiter des Pflanzliche Zellbiologie und Biotechnologie stellte seine Laborräume zur Verfügung. Aber auch viele weitere Lehrende der Universität unterstützen das Team, unter anderem Prof. Dr. Lutz Schmitt, Prof. Dr. Michael Feldbrügge, Prof. Dr. Andreas Weber und Prof. Dr. Matias Zurbriggen. Auch das Exzellenzcluster für Pflanzenwissenschaften CEPLAS griff dem Team organisatorisch und finanziell unter die Arme.

Synthetische Biologie und der iGEM-Wettbewerb

Die Neukombination von Komponenten unterschiedlicher Organismen, um einen neuen Mechanismus zu erschaffen, ist das Grundprinzip der synthetischen Biologie. Der seit 2003 von der iGEM-Foundation ausgerichtete Wettbewerb zielt darauf, mithilfe synthetischer Biologie neue Lösungen im Kampf gegen Problemfelder wie Krankheiten oder Umweltverschmutzung zu finden. Zum Wettbewerb zählen neben der wissenschaftlichen Arbeit auch andere Engagements wie Sponsorensuche, Öffentlichkeitsarbeit und die multimediale Präsenz.

Bis 2014 fungierte das MIT (Massachusetts Institute of Technology) in Cambridge (USA) als Austragungsort. Seit 2015 findet das Finale mit allen Teams im Hynes Convention Center in Boston statt. Dort stellt jedes Team sein jeweiliges Thema und Forschungsgebiet einer Jury vor, die Medaillen in verschiedenen Kategorien verleiht. In diesem Jahr nahmen vom 24. – 28. Oktober fast 350 Teams aus aller Welt, darunter 16 deutsche Teams, an der finalen Präsentation in Boston teil.

iGEM ist interdisziplinär; Studierende sowohl aus naturwissenschaftlichen als auch aus nicht-naturwissenschaftlichen Fachbereichen können in einem Team mitwirken. Jedes Team besteht aus Studierenden einer Universität, aber die Kooperation von Teams unterschiedlicher Universitäten ist durchaus erwünscht und dient als eines der Hauptaugenmerke in der Bewertung.

Weitere Informationen:

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undefinediGEM-Team-Twitterseite

undefinedDetaillierte Ausarbeitung der Ergebnisse in englischer Sprache.

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