iGEM 2020 - Team Groningen

De Groningse student Kim van Maldegem blogt tijdens de iGEM competitie over de doorbraken, worstelingen, hoogte- en dieptepunten die haar team meemaakt in het ontwikkelen van een bacterieel bestrijdingsmiddel om aardappelplanten te beschermen tegen wortelvretende wormpjes, zodat aardappeloogsten meer opleveren.

Copyright, iGEM

Lees de blogs van het Team Groningen:
Blog 1 | Blog 2 | Blog 3

Blog 1: Genetische gemodificeerde bacterie verjaagt schadelijk aaltje

Datum: 03-09-2020

Eigenlijk brengen wij onze dagen op de universiteit door met knutselen, maar dan op heel kleine schaal. We knippen en plakken met stukjes DNA: genetisch modificatie. Zo maken we een bacterie die precies doet wat wij willen, aardappelcysteaaltjes wegjagen.

Wij, het iGEM-team van de Rijksuniversiteit Groningen, gaan dit jaar de strijd aan met het aardappelcysteaaltje. Dit microscopisch kleine wormpje, genaamd Globodera pallida, leeft in de grond en vormt een groot probleem voor veel aardappeltelers hier in Nederland. Dit wormpje “ruikt” wanneer er een aardappelplant in de buurt is. Zodra het de plant gevonden heeft, nestelt het zich in de wortels waar het voedingsstoffen opeet die de plant nodig heeft om te groeien. Dit doet het aaltje niet alleen, maar met honderden tegelijkertijd en samen zijn ze verantwoordelijke voor een groot verlies in aardappeloogst van de boer. De financiële schade door dit aaltje loopt wereldwijd op tot in de honderden miljoenen euro’s. Best een indrukwekkende prestatie voor een wormpje van ongeveer 1 millimeter lang.

Op biotechnologie.nl bloggen vijf Nederlandse teams over hun deelname aan de iGEM competitie. Lees hier meer

In het lab ontwikkelen wij een bacterie die de aardappelplant beschermt, en zo de financiële schade door het aaltje voorkomt. Dit doen we door het wortelstelsel van de aardappelplant te bedekken met een genetisch aangepaste bacterie. Dit laagje bacteriën, ook wel biofilm genoemd, groeit uit zichzelf mee met het wortelstelsel van de aardappelplant. Om de plant te beschermen tegen het aaltje plaatsen we een extra gen in het DNA van de bacterie. Dit gen codeert voor een eiwit dat het zenuwstelsel van het aaltje in de war schopt.

Normaal gesproken voelt het aaltje zich aangetrokken tot de geur van het wortelstelsel van de aardappelplant. Het eiwit gemaakt door de biofilm draait de werking van het zenuwstelsel van het aaltje om. Als het aaltje het eiwit heeft opgenomen zal het de plant niet meer lekker vinden ruiken. Stofjes, zoals aminozuren en suikers, die uit de plant komen zijn dan niet meer aantrekkelijk en het aaltje zal nooit de juiste plant vinden om van te leven, en uiteindelijk sterven. Het eiwit gemaakt door de biofilm tast alleen het zenuwstelsel van het schadelijke aaltje aan. Hierdoor kunnen andere (voordelige) aaltjes ongestoord deel blijven nemen aan het ecosysteem van de bodem.

Om ons project te realiseren werken we samen in een team van vijftien studenten. We zijn een mix van zeven verschillende nationaliteiten en vijf studieachtergronden. Zo hebben we moleculaire biologen die kennis hebben van genetisch modificeren, moleculaire neurowetenschappers met kennis over de werking van het zenuwstelsel en de eiwitten die we gaan gebruiken, en ecologen die van alles weten over dieren en planten. Dit jaar heeft ons team ook drie studenten van de kunstacademie, om onze ideeën goed over te brengen naar het grote publiek. DNA kun je immers niet zomaar zien, dus we hebben animaties en afbeeldingen nodig om ons project goed uit te kunnen leggen. De grote diversiteit binnen ons team maakt dat vergaderingen bij ons nooit saai zijn, en we veel van elkaar leren.

Blog 2: iGEM op anderhalve meter

Datum: 14-10-2020
Team iGEM Groningen laat zich niet zomaar uit het (aardappel)veld slaan door corona. In deze tweede blog leggen we jullie graag uit hoe de pandemie ons iGEM jaar heeft beïnvloed, en hoe we vanuit huis hard aan ons project werken.

iGEM team Groningen
iGEM team Groningen

Door de pandemie ziet het iGEM jaar er heel anders uit dan andere jaren. Zo is het finaleweekend online, in plaats van in Amerika. Het grootste verschil voor ons team dit jaar is dat we niet in het laboratorium werken, maar al ons werk online moeten doen. In het begin moesten we wel even wennen aan deze nieuwe manier van experimenten doen, maar gelukkig hebben we veel geleerd en lukt het ons nu goed. Zo heeft een deel van ons team een online programeer cursus gevolgd.

Computermodellen ontwikkelen

Met onze nieuw opgedane kennis hebben we verschillende modellen ontwikkeld om het gedrag van de schadelijke aaltjes te voorspellen. We hebben hierbij veel gekeken naar al bestaande modellen van het zenuwstelsel van aaltjes. Ons eigen model kan voorspellen hoeveel van ons product, RootPatch, er nodig is om de aaltjes weg te jagen. Ook kijken we naar of ons product wel op de aardappelplant blijft plakken onder verschillende weersomstandigheden zoals droogte en regen. We willen natuurlijk niet dat bij heftige regen ons product van de plant afspoelt. Met deze gegevens proberen we RootPatch, nog beter te laten werken. Voor meer informatie over ons project, kun je onze promotievideo bekijken.

Sleutelen aan het leven

Verder ontwikkelen we samen met NEMO een online lessenserie voor middelbare scholieren over menselijk DNA aanpassen met behulp van de nieuwste gentechnologie, CRISPR-Cas. Wij vinden het als team erg belangrijk om scholieren meer te vertellen over deze nieuwe revolutionaire techniek, waar we in de toekomst nog veel van gaan horen.

Met CRISPR-Cas kun je namelijk DNA op een specifieke manier aanpassen om bijvoorbeeld erfelijke ziektes uit het DNA te verwijderen. Maar menselijk DNA veranderen, roept veel ethische vragen op. Moeten we wel gaan sleutelen aan ons DNA? Voor welke aandoeningen zou CRISPR-Cas een oplossing kunnen zijn? En kunnen we deze techniek ook gebruiken om je kinderen slimmer of sterker te maken?

Op biotechnologie.nl bloggen vijf Nederlandse teams over hun deelname aan de iGEM competitie. Lees hier meer

Deze vragen bespreken we in de lessenserie gemaakt voor de bovenbouw van de HAVO en het VWO, met als doel om de scholier een goede achtergrond te geven om de vraag “Waar leg jij grens?” te beantwoorden. De lessenserie “Sleutelen aan het leven” is het hele jaar beschikbaar en is onderdeel van de DNA Dialoog. Voor ons als team was het enorm leuk dat een dag na het publiceren van onze lessenserie de Nobelprijs voor de Scheikunde is uitgereikt aan de twee vrouwelijke wetenschappers die CRISPR-Cas hebben ontdekt. Dit laat nog eens extra zien hoe belangrijk deze techniek is.

Het aaltje Globodera pallida
Het aaltje Globodera pallida

Vergaderen op anderhalve meter

Heel af en toe klappen we de laptops dicht en ontmoeten we elkaar in het echt op de universiteit. In een grote vergaderzaal kunnen we met acht personen op anderhalf meter afstand van elkaar overleggen over de belangrijkste zaken van ons project. Het is fijn om eens in de zoveel tijd je teamgenoten in het echt te zien. Toch proberen we ook online aan onze teamspirit te werken. Zo hebben we verschillende online spelletjes die we graag met elkaar spelen zoals scrabble en ranking the stars.

We zitten nu in de afrondende fase van iGEM. De eindstreep komt in zicht. Aankomende weken leggen we de laatste hand aan het afronden van deze projecten en de RootPatch website. Op 27 oktober leveren we ons project in bij de jury en tijdens het finaleweekend halverwege november horen we of we met ons project in de prijzen zijn gevallen. Duimen jullie met ons mee? In onze volgende blog nemen wij jullie mee naar het online finaleweekend. Tot dan!

Blog 3: De eindsprint naar het finaleweekend

Datum: 28-10-2020
Alle hens aan dek, de eindstreep is in zicht! In de laatste weken van de iGEM competitie maakt team Groningen zich klaar voor het finaleweekend. In deze blog nemen je we mee in onze eindsprint naar dit feestelijke weekend.

Dit jaar is alles anders, ook het finaleweekend. In plaats van een vijfdaags event in Boston, Amerika, met 6000 deelnemers, is de finale online. De directie van iGEM heeft besloten om de iGEM finale vijfdaagse om te toveren naar een tiendaagse, van 13 tot en met 22 november. Voor ons als team zijn er tijdens deze tiendaagse finale twee enorm belangrijke dagen. Op zondag 15 november presenteren wij ons project aan de jury en 22 november is de prijsuitreiking. Natuurlijk hopen wij met ons project een van de iGEM prijzen te winnen. In een grote glazen kast op onze universiteit zijn de prijzen die vorige teams hebben gewonnen met trots uitgestald. Wij zouden met ons project, RootPatch, ook graag een plekje krijgen in deze kast.

Filmster in actie

Als deelnemers van de iGEM competitie leer je zoveel meer dan alleen vakinhoudelijke dingen over synthetische biologie en genetisch modificeren. Zo moeten we tijdens het finaleweekend een presentatie van twintig minuten houden. Normaal gesproken zouden we deze presentatie geven in Boston. Dit jaar leveren we online een video van onze presentatie in, die tijdens de finale tiendaagse wordt afgespeeld. Goed kunnen presenteren is een echte skill, daar zijn we tijdens de competitie wel achter gekomen. Gelukkig hebben we Sietse Couperus in ons team. Met zijn natuurlijke charme en oprecht enthousiasme steelt hij de show in onze video’s. Ons designteam, bestaande uit drie studenten van de kunstacademie, is op dit moment druk bezig met het aan elkaar plakken van alle losse shots, om een soepel lopende video te maken.

Sietse Couperus van iGEM team Groningen 2020 tussen de aardappelplanten in een kas
Sietse Couperus tussen de aardappelplanten in actie als presentator van onze video.

Puntjes op de i

Als iGEM team bouwen we een website over ons project, de Wiki. Deze Wiki leveren we vervolgens in bij de jury, en is een van de belangrijkste jurycriteria. Op deze website beschrijven we precies wat wij als team voor project hebt bedacht, waarom dit project belangrijk is en wat voor experimenten we hebben uitgevoerd. In dit opzicht lijkt het schrijven van de tekst voor de Wiki erg veel op het schrijven van een profielwerkstuk; we houden dezelfde opbouw en structuur aan.

Veel van de tekst voor onze Wiki is al geschreven, en een groepje teamleden is op dit moment bezig alle teksten nog een laatste keer door te lezen en te controleren op spelling- en grammaticafouten. Ons doel is om de website op 22 oktober af te hebben, ook al is de deadline pas op 27 oktober. Het op tijd afhebben van de Wiki is een tip die we van het vorige iGEM team van onze universiteit hebben gekregen. Het schijnt namelijk zo te zijn dat de website de laatste dagen nog wel eens overbelast wil raken omdat alle 257 teams tegelijkertijd dingen aan het uploaden zijn. Het kan daardoor zo zijn dat het niet lukt om de Wiki voor de deadline af te hebben, en dit willen we absoluut niet hebben.

Deze laatste weken trekken wij als team, met zijn vijftienen, een eindsprint. Het groepsgevoel is groot en het werkt enorm motiverend om de Wiki tot stand te zien komen. RootPatch staat voor ons op nummer één. We hebben enorm veel zin in de finale tiendaagse en zijn benieuwd of de jury ook vindt dat RootPatch een podiumplek verdient.