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Bielefelder Studierende forschen an einem System gegen Viren wie Zika
Krankheitserreger wie der Zika-Virus stellen die moderne Medizin regelmäßig vor neue Herausforderungen. Besonders durch ihre hohe Wandlungsfähigkeit sind Viren in der Diagnostik und der Therapie ein ernstzunehmendes Problem. Ein Team aus elf Studierenden unterschiedlicher naturwissenschaftlicher Studiengänge der Universität Bielefeld forscht an der Generierung von Proteinen gegen Viren wie Zika. Mit ihrer Idee tritt die Gruppe beim diesjährigen iGEM-Wettbewerb in Boston, USA an. iGEM steht für „international Genetically Engineered Machine“ und ist der bedeutendste, nicht-kommerzielle Wettbewerb in der synthetischen Biologie. Vom 27. bis 31. Oktober treten 300 Teams aus über 30 Ländern mit den von ihnen entwickelten Projekten in verschiedenen Kategorien gegeneinander an.
Der Zika-Virus kann schwere Fehlbildungen bei Ungeborenen auslösen und
zu Entwicklungsstörungen führen. Da der Virus besonders wandlungsfähig
ist, stellt er eine große Herausforderung für Diagnose und Therapie dar.
Hier setzt das von den Studierenden der Universität Bielefeld
entwickelte System an: In einem Evolutionsprozess werden
antikörperähnliche Proteine generiert, die das Team auf den Namen
„Evobodies“ taufte. Antikörper sind natürliche im Körper vorkommende
Proteine, die Krankheitserreger binden und zu ihrer Bekämpfung
beitragen. Industriell werden sie oft mit Hilfe von Tieren gewonnen und
in Wissenschaft und Medizin für diagnostische und therapeutische Zwecke
angewendet. Im Gegensatz dazu stellt das Bielefelder Team rund um
Professor Dr. Jörn Kalinowski und Professor Dr. Kristian Müller die
Proteine mit Hilfe von Bakterien her. Dadurch, dass sich Bakterien sehr
schnell vermehren, können die antikörperähnlichen Proteine schneller
generiert werden als in tierischen Zellen. Auf diese Weise könnten
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kurzfristiger auf
wandlungsfähige Viren wie Zika reagieren. Zudem kommen bei dem Verfahren
keine Tiere zu Schaden.
Im Labor unterteilt sich das Projekt in folgende Schritte:
Zunächst
züchten die Studierenden eine große Anzahl von Bakterien, welche
verschiedene, zufällig zusammengesetzte Evobodies produzieren. Um die
Vielfalt weiter zu steigern, werden die unterschiedlichen Evobodies
zufällig verändert. Wenn sich ein Evobody und ein Zielprotein (zum
Beispiel ein Hüllprotein des Zika-Virus) verbinden, erhält das
betreffende Bakterium einen Wachstumsvorteil. Als Folge bleiben nur
solche Bakterien übrig, die funktionierende Evobodies gegen das
Zielprotein bilden. Die kodierende DNA-Sequenz dieser Evobodies wird
dann ermittelt und kann zur biotechnologischen Produktion der Evobodies
verwendet werden.
Seit 2010 sind die Jungforscherinnen und
-forscher vom Centrum für Biotechnologie (CeBiTec) der Universität
Bielefeld beim iGEM-Wettbewerb in Boston mit diversen Goldmedaillen und
Auszeichnungen erfolgreich. Dabei setzten sie sich gegen renommierte
Einrichtungen wie das Massachusetts Institute of Technology, Harvard und
das Imperial College London durch. Das letztjährige Team entwickelte
einen Biosensor zur Detektion von KO-Tropfen und Schwermetallen und
wurde dafür in diversen Kategorien ausgezeichnet, darunter mit dem Preis
für das beste Umweltprojekt. „Die Arbeit im CeBiTec ermöglicht uns, mit
den neusten Methoden an faszinierenden Projekten zu forschen“, sagt das
aktuelle Teammitglied Sebastian Perez
Knoche. „Professor Kalinowski und die Teammitglieder der letzten Jahre helfen uns natürlich auch gerne, wenn wir Fragen haben.“
In
diesem Jahr besteht das Team aus elf jungen Bachelor- und
Masterstudierenden der Studiengänge „Biochemie“, „Bioinformatik und
Genomforschung“ „Genome-based Systems Biology“ und „Molekulare
Biotechnologie“. Neben der Laborarbeit gehören auch
Öffentlichkeitsarbeit, Betreuung der CeBiTec-Schülerakademie,
Modellierung des biologischen Systems am Computer und der Dialog mit
Experten zur Arbeit des Teams. Die Teilnehmenden müssen ihre
Boston-Reise selbst finanzieren, deshalb werben sie Sponsorengelder ein.
Dieses Jahr versuchen die Studierenden erstmals über eine deutsche
Crowdfunding-Seite private Unterstützende für ihr Projekt zu gewinnen.
Weitere Informationen im Internet:
Das Bielefelder iGEM-Team: www.igem-bielefeld.de
Crowdfunding (mit Informationsvideo): https://www.startnext.com/de/evobodies
Offizielles Wiki des Teams: http://2016.igem.org/Team:Bielefeld-CeBiTec