Ein Team aus 20 Studierenden der Universität Potsdam stellt im Oktober seine Forschungsergebnisse im Bereich der synthetischen Biologie und Biotechnologie bei einem Wettbewerb in Boston, USA, vor. Bei der „International Genetically Engineered Machine Competition“ (iGEM) handelt es sich um einen Wettbewerb der Non-Profit-Organisation iGEM Foundation, an dem mehrere hundert Gruppen von Studierenden aus der ganzen Welt teilnehmen. Eine Jury aus Wissenschaftlern kürt Ende Oktober den Sieger.
Die Biotechnologie beschäftigt sich mit dem Nutzen von Organismen, Zellen oder deren Bestandteile in der technischen Anwendung. Nach einer Pause 2018 hat sich dieses Jahr wieder ein Team aus 20 jungen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen aus verschiedenen Bachelor- und Masterstudiengängen der Naturwissenschaften der Universität Potsdam zusammengefunden. Ihre Aufgabe: die Entwicklung von thermophilen Proteinen aus bereits existierenden. Aber was genau bedeutet das eigentlich?
Proteine oder Eiweiße befinden sich in jedem Menschen. Sie verbinden sich zu Enzymen, die entscheidend bei Abläufen im Körper mitwirken und chemische Reaktionen beschleunigen. So spalten Enzyme zum Beispiel Nahrung in ihre Einzelbestandteile. Enzyme wirken ebenfalls maßgeblich bei vielen industriellen Prozessen mit: Lipasen, also fettspaltende Enzyme, finden Anwendung in der Herstellung von Biodiesel oder Waschmitteln.
Unter der Leitung von Robin Michael und Bryan Nowack verändert das Potsdamer iGEM-Team existierende Proteine durch zufällige Mutation der Desoxyribonukleinsäure (DNS, aus dem Englischen: DNA) und testet sie anschließend auf ihre Hitzebeständigkeit. Bei der DNA handelt es sich um den Träger der Erbgutinformation jeder einzelnen Zelle von Lebewesen. Michael studiert Biowissenschaften im Bachelor und Nowack Molekularbiologie und Biochemie im Master.
Durch die Steigerung der Hitzebeständigkeit der Proteine können Prozesse in der Industrie beschleunigt werden, wodurch Kosten und Zeit eingespart werden. Da das Experimentieren im Labor sehr langwierig ist, haben Informatikstudierende aus dem Potsdamer iGEM-Team parallel ein neuronales Netzwerk entwickelt. Hierbei handelt es sich um ein Programm, das in der Lage ist, anhand einer Datenbank weiter zu lernen und trainiert zu werden. Das bedeutet, dass dem Netzwerk die Primärstruktur eines Proteins, welche aus der Aminosäurenkette ohne Sekundärstrukturen besteht, eingelesen wird und dieses anschließend die Zusammensetzung des hitzestabileren Proteins ausgibt. Das Erstaunliche daran? Das neuronale Netzwerk ist in der Lage, die Proteine mit einer 90-prozentigen Genauigkeit auszugeben. Dies stellt, da sind sich Michael und Nowack sicher, alle bisher hierzu unternommenen Forschungen in den Schatten.
Weitere Informationen rund um den iGEM-Wettbewerb gibt es unter: 2019.igem.org/Main_Page sowie auf Instagram, Facebook und Twitter unter dem Stichwort „igempotsdam“.
Der Text ist entstanden im Rahmen des Seminars „Journalistisches Schreiben“ des Career Service. Die Journalistin und Buchautorin Liane von Droste hat das Seminar geleitet
Text: Cathrina Balthasar
Online gestellt: Agnes Bressa
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