Studenten van deTU Delft zijn dit jaar de grote winnaars van de iGEM-competitie voor synthetische biologie. Met hun ‘3D-bacterieprinter’ wonnen ze de hoofdprijs én de prijzen voor beste hardwareproject, beste website en best ‘applied design’, zo werd maandagavond duidelijk tijdens de finale in Boston.
Waarbij opvalt dat alle aandacht uitgaat naar de printer, vervaardigd uit het kleurrijke constructiespeelgoed K’Nex. Die ziet er inderdaad spectaculair uit. Maar eigenlijk draait iGEM om genetische modificatie van bacteriën, die er in dit geval voor moet zorgen dat de inkt zichzelf omtovert in een imitatie-biofilm.
Die modificatie bestaat er uit dat de bacteriën een plasmide toegediend krijgen waardoor ze een extracellulair eiwit genaamd CsgA gaan produceren, zodra ze worden getriggerd door de suiker rhamnose. CsgA vormt nanovezels die uiteindelijk de cellen onderling verbinden. Het werkt bij verschillende bacteriesoorten: de Delftenaren gebruikten E.coli, maar met een Groningse B.subtilis is het ook al gelukt.
Dat laatste duurt 24 uur en daarom was een truc nodig die de bacteriesuspensie tijdens het printen tijdelijk laat uitharden op een puur chemische manier, zonder dat dat de cellen beschadigt.
Dat bereiken de Delftenaren door de bacteriën te suspenderen in een hydrogel van alginaat, met een viscositeit die compatibel is met de printkop. Je print hiermee op papier dat is gedrenkt in calciumchloride; de calciumionen vormen crosslinks tussen de alginaatketens, waardoor de inkt meteen uithardt.
Vervolgens dien je de rhamnose toe en wacht tot de eiwitvezels zich hebben gevormd. Daarna was je de imitatie-biofilm met natriumcitraat, een populair ingrediënt van snelontkalkers dat in dit geval het alginaat weer laat oplossen door er de calciumionen tussenuit te halen.
Dat de studenten hun 3D-printer helemaal zelf bouwden, had alles te maken met de moeite die het kost om commercieel beschikbare printers te modificeren en - vooral - te herprogrammeren. De keuze voor K’Nex in plaats van technisch Lego of Meccano zal wel een kwestie van beschikbaarheid zijn geweest.
Voor de K’Nex-liefhebbers: de bouwbeschrijving staat hier.
Nog geen opmerkingen