Московская команда биоинженеров приняла участие в iGEM

International Genetically Engineered Machine (iGEM) — самый масштабный и престижный международный конкурс-конференция проектов по биоинженерии, основанный в 2003 году в Массачусетском техническом университете (Бостон, США). В нем участвуют школьники, студенты и аспиранты со всего мира. Важное отличие от российских конкурсов — кроме научной составляющей, проекты включают в себя менеджмент, общение с представителями бизнес-сектора и продвижение идеи в обществе. Заключительный этап проходит в Бостоне в ноябре каждого года, и в этом году там побывала команда из России.

Изображение:

iGEM Team Moscow. Credit: Максим Боков

В конце зимы 2019 года Алексей Шайтан — ведущий научный сотрудник кафедры биоинженерии МГУ, кандидат физико-математических наук и руководитель проекта 2019 года — на семинаре, посвященном генной инженерии, предложил начать сбор команды и поиск идеи. В результате появилась iGEM Team Moscow — команда студентов разных московских вузов (МГУ, МФТИ).

При выборе темы рассмотрели множество вариантов: систему для переработки лабораторного пластика, использование эндолизинов бактериофагов в терапевтике и пищевой промышленности, биосенсор на основе РНК-аптамеров и флуорогенных лигандов, детекцию трихомониаза. С подачи Дмитрия Карпова, старшего научного сотрудника ИМБ РАН и главного научного эксперта, решили использовать систему CRISPR/dCas9 в качестве биосенсора, а объектом детекции выбрали возбудителя болезни Лайма (боррелиоза) — грамотрицательной бактерии, которая переносится клещами. Болезнь Лайма широко распространена в Северном полушарии, при этом оптимальной системы ранней детекции этого заболевания до сих пор не существует.

Тест получил название LymeExpress. Принцип работы биосенсора следующий: клеща гомогенизируют, в гомогенат добавляют лизирующий раствор, чтобы разрушить клетки, проводят амплификацию методом LAMP и затем добавляют тест-систему — два комплекса CRISPR/dCas9, где белки dCas9 сшиты с частями сплит-варианта бета-лактамазы. Комплексы узнают специфичные для боррелий последовательности ДНК, находящиеся на таком расстоянии друг от друга, чтобы фрагменты бета-лактамазы объединились. Таким образом, если в образце есть ДНК боррелии, появляется ферментативная активность. А поскольку присутствует также нитроцефин —цефалоспорин, который дает окрашенный продукт при расщеплении бета-лактамазой, — активность детектируется лучевым фотометром на светодиодах. LAMP может быть и самостоятельным методом детекции, но использование CRISPR/Cas уменьшает вероятность ложноотрицательных результатов, не снижая при этом чувствительность теста.

Помимо разработки продукта команда вела переговоры с потенциальными спонсорами и общалась с командами из других стран. Последнее считается очень важным: знакомства, которые возникают благодаря iGEM, должны помочь создавать новые международные проекты и коллаборации. Спонсорами команды стали Биологический факультет МГУ, МФТИ, Сеченовский университет, СУНЦ МГУ (Школа имени А.Н.Колмогорова) и Институт передачи биологических Знаний; Компании: Helicon, Haxus, Нанолек, SkyGen, QIAGEN, Evrogen, INVITRO, CHROMA, Twist Bioscience, Integrated DNA technology, New England Biolabs Inc. и Unstoppable Technology. Также команда провела краудфандинг на платформе Boomstarter.

Прототип экспресс-теста был завершен в октябре, и команда отправилась на Giant Jamboree — финал конкурса-конференции iGEM, где свыше 6000 человек из более чем 40 стран представляют свои проекты. Вместе с iGEM Team Moscow боролись за медали 107 команд из Китая, 98 команд из стран Северной и Южной Америки, 89 команд из Европы и еще несколько команд из других стран.

Для получения медалей за проект необходимо выполнить определенные задачи и зафиксировать выполнение на онлайн-странице команды. Минимальный набор задач «на бронзу»: зарегистрироваться на iGEM и посетить Giant Jamboree; документировать результаты; быть готовым отчитаться по каждому пункту работы и убедить судей, что все предпринятые шаги были необходимы; указать, кто за что отвечал в проекте.

Конференция проходила в течение трех дней и состояла из двадцатиминутных презентаций команд, воркшопов, постерных сессий.

Команды разделили на десять категорий: диагностика, пищевая промышленность, производство, терапия, энергетическая промышленность, перспективные исследования, новые прикладные технологии, программирование, окружающая среда, школьные проекты. Выступление каждой команды оценивали шесть судей. После выступления команды у судей было десять минут на то, чтобы задать вопросы и получить ответы.

Около 70% проектов — участников iGEM регистрируют свои изобретения и технологии для коммерческих применений: основывают компании, патентуют изобретения и пытаются выйти на рынок. Наши биологи тоже планируют шаги по реализации проекта — расширение спектра болезней для детекции, возможно, и коммерциализацию в России.

Интересных проектов в этом году было много. К примеру, студенты из Принстона защищали проект по диагностике болезней в космосе. Это фактически карманная тест-система – лакмусовая бумажка для детекции вируса гриппа, ОРВИ и сахарного диабета. Астронавтам не нужно будет тратить время на связь с ЦУП, они сами поставят себе диагноз и начнут лечение.

А в номинации «лучший школьный проект 2019 года» победили школьники из Шэньчженя (Китай) с генномодифицированными паутинными нитями разных цветов для костюма человека-паука, который по прочности будет сравним с бронежилетом. Костюм еще не сшили, но нити получили. Надо заметить, что в каждой номинации среди победителей были китайские команды.

В этом году больше половины команд из 353 выиграли медали. Помимо десяти тематических категорий, проекты разделяли на школьные и студенческие. В каждой из этих категорий были выбраны победители, также награждали за лучшую презентацию и лучшее выступление. Полный список номинантов и победителей можно увидеть тут.

Российская команда выступала в воскресенье, в 9 утра. Послушать ее пришло человек 50, что считается хорошим показателем. На выступлении опытных команд, выступающих почти ежегодно, — Оксфорд, Гарвард, Принстон — собиралось больше 100 слушателей. Призовые места наша команда не выиграла — помешало несоблюдение юридических формальностей, но получила опыт, который поможет будущим командам из России.

Но конкурс — это еще не все. В Бостоне наша команда познакомилась с ведущими мировыми учеными, основоположниками синтетической биологии — Джорджем Черчем, Джо Дэвисом и Джеймсом Коллинзом. С последним из них участники встретились на международной медицинской конференции International Lyme and Associated Diseases Society (ILADS), где врачи и ученые представляли новейшие разработки по борьбе с боррелиозом и связанными с ним заболеваниями. В своем выступлении Коллинз трижды упомянул команду из Москвы и проект LymeExpress. Также разработкой заинтересовались некоторые представители крупных компаний и лабораторий.

Добавить в избранное

Комментарии

Вам будет интересно