Kommunikation und Marketing

Bakterienkiller aus dem Gen-Baukasten

Nr. 42 | 22.08.2008

Beim international renommierten iGEM-Wettbewerb geht zum ersten Mal ein Heidelberger Team an den Start. Unter der Leitung von Professor Dr. Roland Eils entwickeln Heidelberger Studenten eine biologische Maschine, die Krankheitserreger oder auch Tumorzellen erkennen und spezifisch abtöten kann. 84 studentische Teams aus der ganzen Welt nehmen am Wettbewerb teil.

Das Heidelberger Team mit seinem Leiter Prof. Roland Eils (erste Reihe, 4. von links)
© dkfz.de

iGEM (international Genetically Engineered Machines competition) ist ein Wettbewerb in Synthetischer Biologie, der seit 2005 vom Massachusetts Institute of Technology in Boston ausgerichtet wird und sich seither zu einem der größten internationalen Wettbewerbe im Wissenschaftsbereich entwickelt hat. In diesem Jahr stehen sich 84 studentische Teams aus der ganzen Welt gegenüber, darunter erstmals drei Teams aus Deutschland. Die Projektleitung der Heidelberger Gruppe hat Prof. Dr. Roland Eils (Universität Heidelberg und Deutsches Krebsforschungszentrum).

Die Synthetische Biologie ist eine sehr junge Wissenschaft. Im Gegensatz zur klassischen Gentechnologie wird hier ein ingenieurwissenschaftlicher Ansatz in die Biologie eingebracht. Ähnlich wie bei der Konstruktion eines Flugzeugs aus verschiedenen vorgefertigten Bauteilen verwendet die Synthetische Biologie einfache Gen-Bausteine und kombiniert diese zu neuen komplexen Systemen mit bestimmten Funktionen. iGEM sammelt die Gen-Bausteine in einer Datenbank, deren Repertoire über die vergangenen Jahre hinweg auf derzeit mehr als 1000 angewachsen ist. Diese Bausteine stehen allen Teilnehmern des Wettbewerbs zur Verfügung.

Die Teams arbeiten während der Sommersemesterferien an ihren Projekten. Anfang November werden beim Finale in Boston die Ergebnisse präsentiert und mehrere Preise in den einzelnen Kategorien vergeben. Der Wettbewerb wurde ursprünglich ins Leben gerufen, um die in den Sommermonaten oft leerstehenden Laborräume der Universitäten zu nutzen und den Studenten in einer sehr frühen Phase ihres Studiums die Möglichkeit zu eigenständiger Projektarbeit zu geben.

Im Heidelberger iGEM-Team arbeiten 15 Studenten der Universität Heidelberg und eine Studentin der TU Darmstadt aus den Bereichen Molekulare Biotechnologie, Biologie und Mathematik zusammen. Sie werden unterstützt von Betreuern aus der Arbeitsgruppe von Victor Sourjik im ZMBH der Universität Heidelberg und aus der Abteilung von Roland Eils (Universität Heidelberg und Deutsches Krebsforschungszentrum). Die Arbeiten selbst werden am Bioquant, dem erst 2007 ins Leben gerufenen neuen Zentrum für quantitative Analyse molekularer und zellulärer Biologischer Systeme, durchgeführt.

Das Heidelberger Team plant eine biologische Maschine, die Krankheitserreger oder auch Tumorzellen erkennen und spezifisch abtöten kann. Als Modell dafür entwickeln die Studenten ein künstliches System aus zwei Stämmen des Darmbakteriums E. coli, einem „Beutestamm“, der die Krankheitserreger repräsentiert, und einem „Killerstamm“. Dazu modifizieren die Nachwuchswissenschaftler die genetischen Informationen der Bakterien.

Das Heidelberger Team muss zwei zentrale Probleme lösen: Zum einen sollen die Killerbakterien ihre Beute erkennen und sich zielgerichtet darauf zubewegen können. Dazu wird das natürliche Wahrnehmungs- und Bewegungssystem der E. coli-Bakterien, das in der Natur zum Beispiel zum Aufspüren von Nährstoffen dient, ausgenutzt. Zum anderen müssen die Killerbakterien mit einem effizienten Tötungs-Modul ausgestattet werden. Hier verfolgt das Team zwei verschiedene Strategien. Die Studenten setzen sowohl auf bakterienspezifische Viren als auch auf bestimmte Gifte, die auch gegen Tumorzellen wirksam sind.

Neben der praktischen Arbeit im Labor simuliert ein Teil des Teams das Testsystem am Computer, um Vorhersagen über das Verhalten von „Beute“ und „Killer“ unter verschiedenen Bedingungen zu gewinnen. Diese Erkenntnisse ermöglichen eine zielgerichtete Planung der Laborversuche.

Die Arbeit an diesem sehr ehrgeizigen Projekt ist bereits in vollem Gange, die Studenten tüfteln über drei Monate hinweg Tag und Nacht an ihrem Bakterienkiller aus dem Gen-Baukasten. Erste Erfolge konnten sowohl bei der Computersimulation als auch bei der Laborarbeit verbucht werden. Das Team ist fest entschlossen, das Projekt bis zum Finale in Boston im November weit voranzubringen und gegenüber der harten Konkurrenz mit internationalen Größen aus Harvard, Cambridge und Tokio erfolgreich zu bestehen.

Hinweis an die Redaktionen: Bitte fordern Sie Bildmaterial an unter presse@dkfz.de

Rückfragen bitte an:
Prof. Dr. Roland Eils
Tel. 06221-423601
r.eils@urz.uni-heidelberg.de

Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist mit mehr als 3.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte biomedizinische Forschungseinrichtung in Deutschland. Über 1000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im DKFZ, wie Krebs entsteht, erfassen Krebsrisikofaktoren und suchen nach neuen Strategien, die verhindern, dass Menschen an Krebs erkranken. Sie entwickeln neue Methoden, mit denen Tumoren präziser diagnostiziert und Krebspatienten erfolgreicher behandelt werden können. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Krebsinformationsdienstes (KID) klären Betroffene, Angehörige und interessierte Bürger über die Volkskrankheit Krebs auf. Gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Heidelberg hat das DKFZ das Nationale Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg eingerichtet, in dem vielversprechende Ansätze aus der Krebsforschung in die Klinik übertragen werden. Im Deutschen Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), einem der sechs Deutschen Zentren für Gesundheitsforschung, unterhält das DKFZ Translationszentren an sieben universitären Partnerstandorten. Die Verbindung von exzellenter Hochschulmedizin mit der hochkarätigen Forschung eines Helmholtz-Zentrums ist ein wichtiger Beitrag, um die Chancen von Krebspatienten zu verbessern. Das DKFZ wird zu 90 Prozent vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und zu 10 Prozent vom Land Baden-Württemberg finanziert und ist Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren.

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