Team:Tuebingen/Test2

Was ist iGEM?

Die International Genetically Engineered Machine competition (iGEM) ist einer der renommiertesten internationalen Wettbewerbe im Bereich der Synthetischen Biologie (SynBio) für studentische Teams. Im Verlauf einer Wettbewerbsperiode (ca. 8 Monate) entwickeln die interdisziplinären Teams ein künstliches biologisches System durch die Kombination von Gen-Bausteinen unterschiedlicher Herkunft in einem Träger-Organismus. Diese Gen-Bausteine werden im Verlauf des Projekts selbst hergestellt oder von Teams aus den vorherigen Jahren bezogen - der Open Source-Gedanke ist ein wichtiges Element der iGEM competition.

Seitdem der Wettbewerbs im Jahr 2003 zum ersten Mal ausgerichtet wurde, wurden schon viele Systeme mit einer (potenziellen) Anwendungsmöglichkeit in den Bereichen Umweltschutz und Medizin entwickelt, wobei speziell Biosensoren, Selbstzerstörungsmechanismen für GVOs und Methoden zur Bekämpfung von schweren Krankheiten häufige Projektthemen darstellen.

Das Team Tübingen wurde 2012 von Studenten und Studentinnen der Biologie, Biochemie, Bioinformatik und Pharmazie gegründet. Mit dem "Tübingen Yeast Progestin Screen (TYPS)" konnte dieses Team einen Bronze Award erreichen. 2013 setzte das Team Tübingen das TYPS-Projekt (siehe auch "Projekt 2013") fort und konnte sich aufgrund der Erfahrungen vom Vorjahr einen Silver Award erarbeiten. Für iGEM2014 wird jetzt ein komplett neues Projektthema gesucht - und du kannst dabei mitwirken!

Projekt 2013 - Tübingen Yeast Progestin Screen

Diverse Verhütungsmedikamente enthalten neben Östrogen auch Progestin als einen wichtigen Wirkstoff, der für die Verhinderung der Nidation verantwortlich ist. Progestin ist dabei ein synthetisches Analogon des natürlichen Hormons Progesteron. Nachdem oral aufgenommenes Progestin den menschlichen Körper durchlaufen hat, wird dieses künstliche Hormon ausgeschieden und zusammen mit dem Abwasser zur nächsten Kläranlage transportiert. Kläranlagen können Progestin nicht aus dem Wasser entfernen und so gelangen größere Mengen dieses Hormons in nahe Gewässer.

Unglücklicherweise verwenden Fische selbst synthetisiertes Progesteron für die Regulation von verschiedensten Prozessen innerhalb ihrer Fortpflanzung, besitzen daher (wie Menschen) Progesteronrezeptoren. Die Progestin-Kontamination eines Gewässers kann die empfindlichen hormonalen Gleichgewichte der Fische stören und so beispielsweise zur Maskulinisierung der weiblichen Fische führen.

Aktuell gibt es kein simples und kostengünstiges Verfahren zur Bestimmung der Progestin-Konzentration in einem Gewässer, daher haben wir im Verlauf der letzten zwei Jahre ein anwenderfreundliches Messsystem in Hefezellen (Saccharomyces cerevisiae) entwickelt (siehe auch Bilder). Dieses Messsytem macht sich die Progesteronrezeptoren von Danio rerio zunutze, die aufgrund ihrer geringen Spezifität verschiedenste bioaktive Progestine detektieren können.

Sobald Progestin an den G-Protein-gekoppelten Rezeptor bindet, wird die Reprimierung des fet3-Promotors veranlasst. Der fet3-Promotor reguliert das Gen eines Repressorproteins (z.B. MIG1), das selbst einen weiteren Promotor (von suc2) reprimiert. Der suc2-Promotor steuert einen optischen Reporter, nämlich Luciferase. Folglich wird duch diese Verschaltung das Rezeptorsignal invertiert - die Hefezelle leuchtet Luciferase-vermittelt wenn Progestin an den Rezeptor bindet. Dieses Leuchtsignal kann sehr unkompliziert mit einfachen Photometern gemessen werden.

Wir konnten dieses "TYPS"-Projekt im Rahmen von iGEM2013 fast vollenden, mehrere Gen-Bausteine konnten sogar charakterisiert werden. Leider konnte der Luciferase-Baustein erst knapp vor Ende des Wettbewerbs fertiggestellt werden, weshalb ein Test des Gesamtsystems nicht mehr möglich war.

Verschaltungsplan der Einzelteile unseres biologischen Messsystems wenn KEIN Progestin im Gewässer vorliegt. Der konstitutiv exprimierte Rezeptor mPR reprimiert in diesem Zustand Pfet3 NICHT, wodurchd MIG1 die Expression von Luciferin unterdrücken kann.

Verschaltungsplan der Einzelteile unseres biologischen Messsystems wenn Progestin im Gewässer vorliegt. mPR reprimiert Pfet3, wodurch kein MIG1 exprimiert wird. Dadurch kann Psuc2 die Expression von Luciferin steuern.

Wie geht's weiter?

Für die Teilnahme an iGEM2014 stehen noch einige Vorbereitungen an, momentan konzentrieren wir uns auf die Suche nach neuen Teammitgliedern.

Daneben ist natürlich die Findung eines neuen Projekts von größter Bedeutung. Bei dieser Projektsuche kannst auch du als neues Teammitglied aktiv mitwirken und so das iGEM2014-Projekt zu deinem Projekt machen. Sobald die Projektskizze steht, kann mit der Laborarbeit begonnen werden. Der Hauptteil der Laborarbeit wird ab August stattfinden, der Wettbewerb endet dieses Jahr erst gegen Ende Oktober mit einer Abschlusskonferenz in Boston, MA, USA.

Außerdem muss ein geeignetes Labor inklusive Ausstattung organisiert werden, wir benötigen dringend finanzielle Unterstützung durch Sponsoren und erste Grunddesigns des neuen Wikis (im Wiki wird das Projekt dokumentiert) sollten angefertigt werden. Im Verlauf des Jahres werden einige Teammitglieder vielleicht an SynBio-Konferenzen teilnehmen - dafür müssen wohl schon im Frühling erste Poster erstellt werden.

Mitmachen

Was erwarten wir von dir (und was erwartet dich), wenn du ein Teil des iGEM-Teams Tübingen werden willst?
Am wichtigsten ist uns Engagement - einiges davon (aber auch nicht unmenschlich viel). Es gibt immer irgendetwas zu tun und im Labor kann gar nicht genug gearbeitet werden. Du musst dich also darauf einstellen, dass iGEM im Verlauf des Sommersemesters und spätestens in der vorlesungsfreien Zeit einen größeren Teil deiner Freizeit konsumieren und ein mehrwöchiger Urlaub nicht möglich sein wird. Aus diesem Grund ist es auch wichtig, dass du im Verlauf des Sommersemesters möglichst keine Klausuren bewusst schiebst oder nachschreiben musst. Wenn dann Klausurphase ist, setzen wir die wöchentlichen Treffen aus und lassen die Zentrifugen ruhen, damit du in Ruhe lernen kannst - an iGEM sollen die Klausuren nämlich nicht scheitern.

Im Verlauf des iGEM-Wettbewerbs wird sich häufig die Gelegenheit bieten, etwas Neues zu lernen. Das fängt mit für dich neuen Labormethoden und dem Lesen von Papers an, geht über das Designen von Postern, die Organisation von Reisen und endet mit dem Erstellen des Projekt-Wikis noch nicht ganz. An solchen Stellen erwarten wir Eigeninitiative und Lernbereitschaft von dir - wobei dich das Team in solchen Situationen nicht im Stich lassen wird.

Was erwarten wir nicht? Laborerfahrung. Wir wissen, dass du bis zu deinem dritten Studiensemester vermutlich erst ein paar Stunden Praktikum in einem Labor hattest und noch nie ganz alleine einen einzelnen Arbeitsschritt durchgeführt hast - und das ist überhaupt kein Problem. Eines der Hauptziele unserer Teilnahme am iGEM-Wettbewerb ist das ungestörte Erlernen von Labormethoden in unserem Tempo. Es gibt keine unmittelbare Abgabefrist und auch keine Note für deinen Versuch, du kannst dir also gerne einen ganzen Vormittag für das Zusammenmischen eines PCR-Ansatzes lassen. Anders als im Uni-Praktikum können wir jedoch einen fehlgeschlagenen Versuch nicht einfach so hinnehmen: wir arbeiten rein ergebnisorientiert. Der Versuch muss irgendwie gelingen, sonst bleibt unser Projekt stehen. Dein Notendurchschnitt ist ebenfalls unwichtig - für das Team ist wirklich nur deine Motivation, deine Lernbereitschaft und dein Engagement von Bedeutung.

Das hört sich jetzt schlimmer an, als es ist. Du wirst selbst in der heißen Laborphase noch zu deinem Feierabendbier kommen und da wir ein relativ großes Team sind, kann die Arbeit so verteilt werden, dass niemand alles erledigen muss (Stichwort Engagement). Letztlich nehmen wir an iGEM teil, weil wir Laborarbeit gerne mögen und wir mit iGEM die Möglichkeit haben, ein ganz eigenes Projekt von Anfang bis Ende zu erdenken und zu begleiten.

iGEM ist kein bierernster Wettbewerb, sogar die Konkurrenz zwischen den Teams ist sehr gering (es wird stattdessen international zusammengearbeitet). Wir haben gewöhnlich eine entspannte Atmosphäre in unseren Team und machen nur zu unserem eigenen Spaß und aus Neugier bei iGEM mit. Spaß ist praktisch die Hauptsache. Und genau den können wir bieten.

Übrigens: Studenten und Studentinnen der Biochemie können sich durch die Laborarbeit im Rahmen von iGEM bis zu 10 ECTS verdienen. Es laufen aktuell Verhandlungen über die Anerkennung von iGEM als Moduläquivalent in der Biologie; bis zu 6 ECTS könnten Studenten und Studentinnen der Biologie winken falls diese Anerkennung zustande kommt. Trotzdem sollte es dir vor allem um den Spaß an der Sache gehen, nicht um die ECTS!