Zmaga študentov UL na tekmovanju iGEM

09.11.2010

Slovenska skupina je na tekmovanju iGEM 2010 sodelovala s projektom na področju Nove aplikacije. Člani ekipe so prepričani, da bo njihov izum povzročil revolucijo na področju sintezne biologije. Idejo, ki je osnova projekta so nazorno prikazali s filmom, ki v poldrugi minuti vsakomur razumljivo razložijo idejo. Zamislili so si neke vrste tekoči trak za izdelavo izbranih spojin v bakterijskih celicah. Celice različnih mikroorganizmov, rastlin in živali sintetizirajo na tisoče različnih spojin. Za sintezo vsake od teh spojin je potrebnih večje število encimsko kataliziranih korakov, tipično več kot pet. Izvirna zamisel slovenske ekipe je, da bi encime, ki sodelujejo v sintezi posamezne spojine povezali v natančno določen vrstni red preko vezave na dvojno vijačnico DNK. Zaporedje DNK v tem primeru deluje kot program, ki natančno določa vrstni red vezanih encimov in na ta način tudi vrstni red reakcij, ki vodijo do nastanka izbranih spojin, ki nastajajo v tako spremenjenih bakterijah. Ideja ima izjemno velik potencial predvsem za proizvodnjo zdravil, biogoriv, pa tudi drugih uporabnih spojin. Člani ekipe so dokazali, da je zamisel dejansko izvedljiva na primeru sinteze violaceina, vijolično obarvane spojine, ki ima protitumorsko delovanje. V celicah, v katere so vstavili DNK program, so dosegli kar šestkratno povečanje proizvodnje violaceina. Kot pomembno dodatno prednost tega inventivnega pristopa so opazili, da so s povečanjem proizvodnje zaželene spojine tudi preprečili nastajanje stranskega produkta. Poleg izboljšanja biosinteze ima njihov pristop zanimive potenciale tudi za procesiranje informacij.

Vodja ekipe prof. Roman Jerala pravi: "Pred kakšnim letom je skupina iz kalifornijske univerze v Berkeleyu poročala o iznajdbi proteinskega ogrodja s katerim so izboljšali proizvodnjo zdravila proti malariji za skoraj 100x, hkrati pa to tehnologijo uporabljajo tudi za proizvodnjo biogoriv. Menimo, da ima naš pristop pomembne dodatne prednosti, ker je edini s katerim lahko povežemo v biosintetsko verigo tudi po deset ali več encimov."

V projektu so sodelovali študenti biotehnologije, biokemije, mikrobiologije, biologije, medicine in letos prvič tudi računalništva. Mentorji ekipe so bili raziskovalci iz Kemijskega inštituta, EN-FIST centra odličnosti ter Univerze v Ljubljani. Direktor EN-FIST centra odličnosti, dr. Matjaž Polak, ki je tudi sam spremljal ekipo na tekmovanju, meni: »Ta projekt je pomemben uspeh našega centra odličnosti, saj smo z njim povezali interdisciplinarno ekspertizo mentorjev, ki prej sicer še niso sodelovali. Prav tako je potrebno poudariti, da smo naš nov bio-sintetski pristop skupaj s Kemijskim inštitutom zaščitili s patentno prijavo, saj smo prepričani, da gre za razvoj izjemno obetavne tehnologije. Omenjena platforma je zanimiva za naše partnerje iz gospodarstva, zagotovo pa tudi za druga visoko tehnološka podjetja v tujini«. Člani ekipe so bili študenti biokemije Tina Ilc, mikrobiologije Tina Lebar in Tjaša Stošicki, medicine Nejc Tomšič, biotehnologije Jernej Turnšek, biologije Matej Žnidarič, ter študentje računalništva Jure Bordon, Rok Češnovar, Mattia Petroni, Rok Pustoslemšek, kot mentorji pa so sodelovali Monika Avbelj, Rok Gaber, dr. Tomaž Koprivnjak, dr. Mojca Benčina, Jerneja Mori, dr. Irena Vovk, Vesna Glavnik, in dr. Roman Jerala, iz Kemijskega inštituta, EN-FIST centra odličnosti ter Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo, dr. Gregor Anderluh in Vesna Hodnik iz Biotehniške fakultete ter dr. Miha Mraz, Miha Moškon in dr. Nikolaj Zimic iz Fakultete za računalništvo in informatiko Univerze v Ljubljani.

Projekt slovenske ekipe je predstavljen na tej spletni strani, kjer je na voljo tudi kratek film s predstavitvijo projekta. Rezultati so tudi objavljeni na wikipediji.