Lek z najboljšimi na svetu
V ponedeljek, 8. novembra, je slovenska ekipa študentov in njihovih mentorjev osvojila glavno nagrado na tekmovanju raziskovalnih projektov sintezne biologije na znameniti univerzi MIT v Cambridgeu, v ZDA. V projektu so sodelovali študenti biotehnologije, biokemije, mikrobiologije, medicine in letos prvič tudi študenti računalništva.
Mentorji ekipe so bili raziskovalci s Kemijskega inštituta, iz EN-FIST centra odličnosti, katerega ustanovitelj je tudi Lek, član skupine Sandoz, in z Univerze v Ljubljani. Zanimanje za to tekmovanje je v svetu vse večje, saj se je letošnjega udeležilo kar 130 ekip iz celega sveta, kar je največ doslej. Pomemben delež predstavljajo odlične ekipe z najuglednejših svetovnih univerz, kot so Harvard, MIT, Yale, Princeton, Cambridge, Stanford, Imperial College in ETH.
Člani letošnje slovenske ekipe so prepričani, da bo naš izum povzročil revolucijo v sintezni biologiji. Ideja, ki je osnova projekta, je nazorno prikazana s filmom, ki jo v poldrugi minuti razumljivo pojasni. Zamislili so si tekoči trak za izdelavo izbranih spojin v bakterijskih celicah. Kot vemo, celice različnih mikroorganizmov, rastlin in živali sintetizirajo na tisoče različnih spojin. Za sintezo vsake spojine je potrebno večje število encimsko kataliziranih korakov, tipično več kot pet. Izvirna zamisel slovenske ekipe je, da encime, ki sodelujejo v sintezi posamezne spojine, z vezavo na dvojno vijačnico molekule DNK povežemo v natančno določen vrstni red.
V takšnem zaporedju molekula DNK deluje kot program, ki natančno določa vrstni red vezanih encimov in s tem tudi vrstni red reakcij, ki vodijo do nastanka izbrane spojine. Ideja ima izjemno velik potencial predvsem za proizvodnjo zdravil, biogoriv, pa tudi drugih kompleksnih spojin.
Študenti so na primeru sinteze violaceina, vijolično obarvane spojine, ki ima antitumorsko delovanje, dokazali, da je ideja dejansko izvedljiva. V celicah, v katere so vstavili DNK-program, so dosegli kar šestkratno povečanje proizvodnje violaceina. Kot pomembno dodatno prednost tega inovativnega pristopa so opazili, da so s povečanjem proizvodnje zaželene spojine hkrati preprečili nastajanje stranskega produkta. Poleg izboljšanja biosinteze ima pristop zanimiv potencial tudi za uporabo celic za procesiranje informacij.
Vodja ekipe prof. dr. Roman Jerala, direktor Sintezne biologije v EN-FIST centru odličnosti, pravi: “Pred kakšnim letom je skupina s kalifornijske univerze Berkeley poročala o iznajdbi proteinskega ogrodja, s katerim so izboljšali proizvodnjo zdravila proti malariji za skoraj stokrat, 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.”
Direktor EN-FIST centra odličnosti, dr. Matjaž Polak, ki je tudi sam spremljal ekipo na tekmovanju, pravi: “Zmaga naše ekipe je pomemben uspeh tudi za EN-FIST center odličnosti, saj smo v projektu povezali interdisciplinarno ekspertizo mentorjev, ki prej sicer niso sodelovali. Treba pa je poudariti tudi dejstvo, da smo izumljeni biosintetski 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 Tina Ilc, Tina Lebar, Tjaša Stošicki, Nejc Tomšič, Jernej Turnšek, Matej Žnidarič in študenti računalništva Jure Bordon, Rok Češnovar, Mattia Petroni ter 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 s Kemijskega inštituta, EN-FIST centra odličnosti ter Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo, dr. Gregor Anderluh in Vesna Hodnik z Biotehniške fakultete ter dr. Miha Mraz, Miha Moškon in dr. Nikolaj Zimic s Fakultete za računalništvo in informatiko Univerze v Ljubljani.
Izvedba projekta je bila finančno zahtevna, podprli pa so jo ARRS, Ad Futura, Kemijski inštitut, EN-FIST center odličnosti, Fakulteta za računalništvo in informatiko ter podjetja Lek, Kemomed, Krka, Osir, Probo, Mikro+Polo, Majbert, Omega in OurSpace.
Projekt slovenske ekipe je predstavljen na spletni strani http://2010.igem.org/Team:Slovenia, kjer je na voljo zgoraj omenjeni filmček s predstavitvijo projekta.
Podrobnosti o dogodku in dogajanju na univerzi MIT v Bostonu lahko najdete na: http://2010.igem.org/Main_Page.
