iGEM
Was ist iGEM?
iGEM, die International Genetically Engineered Machine Competition, ist die größte Gemeinschaft der synthetischen Biologie und der erste Wettbewerb der synthetischen Biologie sowohl für Studenten also auch Oberstufenschüler. iGEM inspiriert das Lernen und die Innovation in der synthetischen Biologie durch Bildung, Wettbewerb und durch Instandhalten einer offenen Bibliothek von biologischen Standertteilen, der Registry of Standard Biological Parts.
Über 18.000 der aufgewecktesten jungen Wissenschaftler und Ingenieure haben bei iGEM schon als Studenten, Betreuer oder Dozent mitgeholfen. iGEM startete im Januar 2003 mit einem einmonatigen Kurs während der MIT’s Independent Activities Period, wobei Studenten biologische Systeme entwickelten, um Zellen zum Blinken zu bringen. Im Jahr 2004 dieser vergrößerte sich Universitätskurs und wurde zu einem Wettbewerb über den ganzen Sommer hinweg, an dem fünf Teams teilnahmen. Zehn Jahre später sind daraus 245 Teams aus über 32 Ländern geworden.
Die High School Division wurde 2011 eingeführt. Diese erlaubt es Oberstufenschülern im Rahmen ihres Stundenplans und ihrer strukturellen Möglichkeiten an iGEM teilzunehmen.
Team 2020: M.A.R.S. - Magnetic ATP Recycling System
Die sehr komplexe und aufwändige Regeneration von biochemischen Energieträgern stellt eine kostenintensive Hürde für viele Produktions- und Forschungsprozesse dar. Im diesjährigen Projekt „M.A.R.S“ gehen wir dieses Problem in zweierlei Hinsicht an. Mithilfe synthetischer Biologie untersuchen wir innovative und standardisierbare Wege der Herstellung biochemischer Energieträger in einem Bioreaktor. So befinden sich diese direkt an dem Ort, an dem sie benötigt werden. Des Weiteren zeichnet sich unser Bioreaktor durch eine Kombination neuer Immobilisierungs- und Vermengungstechniken sowie einer dadurch ermöglichten Wiederverwendbarkeit der Regenerationskomponenten aus.
https://2020.igem.org/Team:Aachen
Team 2019: Plastractor
Die Umweltverschmutzung durch Plastik ist zurzeit in aller Munde. Doch nicht nur große Plastikflaschen sind ein Problem, auch Mikro- und Nanoplastik stellt eine Bedrohung sowohl für die Umwelt als auch für uns selbst dar. Diese Partikel sind so klein, dass sie in die Nahrungskette im Meer oder ins Trinkwasser und dadurch auch in unseren Körper gelangen können.
In unserem Projekt entwickeln wir den „Plastractor“. Dieser wird Mikroplastik mithilfe des Magnetospirillum sp. (Mikrobe des Jahres 2019) aus Flüssigkeiten entfernen. Das Magnetospirillum ist ein natürlich magnetisches, gram-negatives Bakterium, welches im Bodensatz von Süßwasserflüssen oder am Meeresboden unter geringen Sauerstoffbedingungen lebt. Seine Besonderheit ist die Fähigkeit, Magnetosome zu bilden. Das sind sphärische, vesikelähnliche Strukturen von membranumgebenen, biomineralisierten Ferritmonokristallen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 45nm. Im Bakterium werden mehrere dieser Organellen aneinander aufgereiht wie eine Kompassnadel ausgerichtet und geben dem Bakterium so die Fähigkeit, sich im Erdmagnetfeld zu orientieren. Zurzeit wird daran geforscht, Magnetosome in der Biomedizin und in der Analytik zu benutzen.
In unserem Projekt wollen wir neue Fusionsproteine erstellen, welche in die Membran von Magnetosomen eingebaut werden und bestimmte Polymere, wie zum Beispiel Polypropylen, binden können. Ein zweites Fusionsprotein besteht aus der gleichen Polymerbindestelle und einem Fluoreszenzmarker und markiert das Plastikpartikel für die quantitative Fluoreszenzdetektion. Der Partikelkomplex kann mit Hilfe eines Magnetfelds einfach aus der Lösung entfernt werden.
Durch die Verwendung verschiedener, spezifischer Plastikbindepeptide sollen auch unterschiedliche Plastiksorten in der Lösung detektiert und voneinander getrennt werden.
Team 2018: MelaSense
Melatonin ist ein wichtiges Hormon im menschlichen Körper und ist an vielen Prozessen beteiligt. Seine eigentliche Funktion ist die Steuerung des Tag-Nacht-Rhythmus. So sind Schlafstörungen oft auf eine Über- bzw. Unterproduktion dieses Hormons zurückzuführen.
Außerdem spielt Melatonin bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson eine Rolle. Eine weitere Funktion von Melatonin ist der Abbau von Radikalen wie ROS (Reactive Oxygen Species) in vielen verschiedenen Organismen, wodurch es die Mitochondrien schützt. Dies kann zu einer Verlängerung der Lebensdauer von Nervenzellen führen.
Zur Diagnose von psychischen Erkrankungen, wie z.B. Depressionen oder Schizophrenie, ist die Melatoninmessung heute schon ein genutztes Werkzeug. Allerdings ist in diesen Forschungsgebieten noch vieles zu klären und wir hoffen, dass eine unkomplizierte Methode zur Melatoninmessung hier hilfreich sein kann und auch dafür sorgt, dass Melatonin mit seinen vielfältigen Wirkungen in der Gesellschaft bekannter wird.
Unser Ziel ist es somit, einen Biosensor zu entwickeln, der schnell und günstig ist.
Team 2017: Salt Vault
Millionen von Menschen sind von einem Mangel an Trink- und Nutzwasser betroffen, obwohl zwei Drittel der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind - und es werden immer mehr! Das Problem: NaCl macht das Meerwasser für den Menschen ungenießbar. Aber auch Flüsse und Seen in Deutschland sind betroffen, da Sie durch industriellen Kalibergbau mit Salz verseucht sind.
Unsere Idee ist, modifizierte Hefen herzustellen, die Salz aufnehmen und speichern. Dazu wollen wir bereits vorhandene Transportwege für NaCl so verändern, dass die Hefe die Ionen aufnimmt und in der Vakuole speichert, anstatt Sie aus der Zelle hinauszupumpen. Die Vakuole ist ein natürliches Speicherkompartiment der Hefe. Darüber hinaus wollen wir ähnliche Transporter aus Arabidopsis Thaliana einbringen. Zusammengefasst wollen wir Hefen als mikrobielle "Mülleimer" benutzen, die Wasser reinigen und ihrerseits einfach aus dem Wasser herausgefiltert werden können. Übliche Entsalzungsmethoden wie die Reversosmose sind sehr Energie- und Investitionsaufwendig; wir wollen eine kostengünstige und energieeffiziente Alternative schaffen.
Team 2016: Lichtaktivierte Enzyme statt giftiger Borsäure
Seit Juni 2010 ist Borsäure laut ECHA (European Chemicals Agency) als besonders besorgniserregender Stoff eingestuft. Zusätzlich wird sie auf weitere wahrscheinliche Gefahrenpotentiale untersucht. Trotz dieser Bedenken wird Borsäure immer noch standardmäßig in Flüssigwaschmitteln verwendet. Hierbei dient sie zur Stabilisierung der für den Waschvorgang essentiellen Enzyme.
Um Borsäure zu ersetzen, forschen wir mithilfe von synthetischer Biologie an einer umweltschonenden Alternative. Unser Team setzt sich aus Bachelor- und Masterstudenten der Fachrichtungen Biologie, Biotechnologie, Biomedizintechnik und Informatik zusammen.
Erfolge:
- Gold-Medaille
- nominiert für "Best New Application Project, Overgraduate"
- nominiert für "Best Hardware, Overgraduate"
Team 2015: Upcycling Methanol Into an Universal Carbon Source
Das Projekt
Wir implementieren Methanol in biotechnologischen Prozessen, um diese von landwirtschaftlichen Erzeugnissen zu entkoppeln. Die Kombination zwischen Natur- und Ingenieurswissenschaften in unserem Team ermöglicht uns, den Fortschritt in der synthetischen Biologie voranzutreiben. Unsere Mentoren Prof. Blank, Prof. Schwaneberg und Prof. Wiechert vervollständigen unser Team.
Biologisch...
...etablieren wir einen neuen, effizienten Stoffwechselweg, um Methanol in gefragte Produkte umzuwandeln
Technisch...
...entwickeln wir einen Miniaturbioreaktor mit kontinuierlicher Analytik für unsere Projektrealisierung, der sich durch seine Kosteneffizienz und einfache Realisierbarkeit auszeichnet.
Team 2014: "Cellock Holmes - A Case of Identity"
Das Projekt
Das iGEM Team Aachen 2014 entwickelte einen modularen Biosensor zur Detektion von Krankheitserregern sowie kostengünstige Labormessgeräte, die nach dem "do-it-yourself"-Prinzip zusammengebaut werden können.
Erfolge
- Gold Medal
- Best Measurement Project
- Best Supporting Software (overgrad)
- Safety Commendation