'Styrene Steve' levert RUG iGEM-team een gouden medaille op

Een ambitieus plan om een gistcel te maken die cellulose kan omzetten in styreen, de bouwsteen voor polystyreen plastic, heeft het RUG-team dat meedeed in de jaarlijkse iGEM wedstrijd succes gebracht. Met een gouden medaille, een tweede plaats in de sectie ‘Manufacturing’ en een eerste prijs in de categorie ‘Measurments’ lieten zij een flink deel van de 343 deelnemers achter zich. En ze hadden er ook veel plezier bij.

Het is ruim een week na de ‘Jamboree’, de vijfdaagse conferentie die de afsluiting vormt van de jaarlijkse iGEM (international Genetically Engineered Machine) wedstrijd. Rianne Prins (master in Medical and Pharmaceutical Drug Innovation) en Jens Schepers (master in Ecology and Evolution) zien er nog niet helemaal fris uit, na een hele zomer in het lab en een trip van een week naar Boston. In de kantine van de Linnaeusborg vertellen zij over hun ervaringen tijdens iGEM.

Brouwerijen

Voor die wedstrijd proberen teams vanuit de hele wereld een micro-organismen te verbouwen met behulp van genetische technieken, om ze iets heel nieuws te laten doen. Doel van de wedstrijd is om studenten te laten kennismaken met gentechnologie en alles wat daarbij komt kijken (van fondsenwerving tot onderzoek van de milieuimpact) en om het aantal genetische bouwstenen, bio-bricks genaamd, te vergroten. iGEM verzamelt deze gestandaardiseerde bio-bricks en stelt ze beschikbaar aan biotechnologen.

Het RUG-team besloot om zich te richten op het maken van de ‘groenste Lego blokjes’, door een gistcel te ontwerpen die styreen kan maken van cellulose. Dat laatste is een afvalproduct van bijvoorbeeld brouwerijen. De wereldproductie van Legoblokjes zorgt per minuut voor een uitstoot van het equivalent van maar liefst 300 kilo kooldioxide. Dat moet duurzamer kunnen, vond het team. Een mogelijk oplossing is hun styreen producerende gistcel, die ‘Styrene Steve’ is gedoopt.

‘We wilden cellulose omzette in styreen in één enkele gistcel’, legt Schepers uit. ‘Meestal wordt dit soort reacties verdeeld over verschillende cellen, zodat je het productieproces steeds moet overhevelen naar een nieuwe reactor. En dat is niet efficiënt.’ Om hun ambitieuze doel te bereiken moest de groep vijf genen voor de afbraak van cellulose in hun cel zetten en een gen dat nog ontbrak voor de omzetting van glucose in styreen.

De voorbereidingen van het team begonnen afgelopen februari, maar het labwerk startte pas in juli. Twaalf studenten met zeer verschillende achtergronden – biotechnologie, ecologie, farmacie, biomedische wetenschappen, chemie en kunstmatige intelligentie – staken elk ongeveer een half jaar in het project. Het leverde een ervaring op die ze voor geen goud hadden willen missen, zeggen Prins en Schepers. ‘Het teamwerk en taken als popularisatie en fondsenwerving waren ontzettend leuk’, zegt Schepers. ‘Ik mocht ons werk aan kinderen op een basisschool uitleggen’, vult Prins aan.

Cool!

Maar een groot deel van de tijd brachten ze door in het laboratorium, waar ze de gistcel aanpasten terwijl ze alle stappen netjes documenteerden voor de iGEM-Wikipagina van het team. Die telde mee bij het bepalen van hun eindscore. Het werk verliep voorspoedig en er is veel gedaan. Naast de genetische aanpassing moesten ze laten zien dat hun systeem ook echt werkte, door de productie van styreen te meten. Prins: ‘Het is zo cool om zien dat je idee echt werkt!’ ‘En we hebben ook beschreven hoe ons proces is op te schalen in een bioreactor’, zegt Schepers. ‘Daarbij konden we laten zien dat het hele proces alleen water en styreen oplevert. Al het organische afval wordt gerecycled in de bioreactor.’

Alle informatie werd verwerkt in een poster en een presentatie van twintig minuten. Daarmee vertrok het team naar de Jamboree, die op 24 oktober van start ging in het Hynes Convention Center in Boston (VS). ‘Er waren ongeveer vierduizend deelnemers, verdeeld over 343 teams. De hallen voor de posterpresentaties waren enorm’, zegt Schepers. Twee teamleden hielden de presentatie voor een jury van zes deskundigen, en een flink aantal andere deelnemers. Tijdens de tien minuten discussie die volgden werden stevige vragen gesteld. Schepers: ‘Styreen kun je niet hergebruiken, dus we moesten uitleggen waarom we juist dit wilden maken.’ Het team wist de jury te overtuigen en kreeg een Gouden Medaille toegekend, iets wat ongeveer een derde van de teams lukte.

Concurrenten

De leden van het RUG-team gingen zelf ook naar presentaties luisteren, onder meer om te zien wat de concurrenten in de sectie ‘Manufacturing’ hadden gedaan. Dit is de sectie waarin de Groningers waren ingedeeld. ‘De meeste teams waren zeer interdisciplinair opgezet, met niet alleen biotechnologen maar ook ecologen, scheikundigen en zelfs ontwerpers.’ Het RUG-team had zelf twee studenten Kunstmatige Intelligentie, de naast wiskundige modellen ook illustraties maakten voor de Wiki pagina en de presentaties. Schepers: ‘Verder eindigde elke dag met workshops, vaak georganiseerd door biotech bedrijven, maar ook door iGEM en zelfs door de FBI.’

Team Styrene Steve kreeg nominaties in de categorieën beste Poster, Presentatie, Model en Meting en ze waren samen met een team uit München in de race voor de eerste plek in de sectie Manufacturing. Uiteindelijk leverde dat de tweede plaats op in Manufacturing en winst in de categorie beste Meting, die wordt toegekend voor het laboratoriumwerk. Prins: ‘We waren hier ontzettend blij mee, onze concurrenten uit München werden later tweede in de totale iGEM competitie. Zij hadden dan ook twintig teamleden, die een heel jaar aan de wedstrijd hadden gewerkt.’

De ervaring zullen ze nog lang koesteren, de studenten hebben er veel van geleerd. ‘Ik heb ontdekt dat ik biotechnologie echt leuk vindt en denk erover om in deze sector te gaan werken’, zegt farmaceut Prins. Ecoloog Schepers overweegt ook om zijn carrièreplanning bij te stellen. ‘Niet meer in de richting van ecologisch veldwerk, maar meer naar de impact van innovatieve projecten.’ Allebei behaalden zij tijdens het iGEM project hun masterdiploma en ze zijn op zoek naar werk. ‘Maar we moeten ook het iGEM lab nog opruimen’, merkt Prins op. ‘Dat is onze volgden klus vandaag.’

Zie ook: Nieuw iGEM team laat gistcellen bioplastic maken