CO, koolstofmonoxide, is een naar goedje. Dit gas ruik je niet, het is kleurloos en al bij lage concentraties schadelijk. Toen tien HR-studenten begin 2018 bij elkaar kwamen om te brainstormen met welk project ze zouden meedoen aan de iGEM-competitie, kwam het ontwerpen van een ‘selectieve CO-detector’ als sterkste idee naar boven.

iGEM is de grootste internationale wedstrijd voor studenten op het terrein van synthetische biologie. Van 24 tot 28 oktober strijden 300 studententeams uit 42 landen om de winst of een mooie notering. Dit jaar doet er voor het eerst een HR-team mee en dat is dan weer de enige hogeschool uit Nederland die deelneemt. Verder reizen er nog vijf universiteitsteams af naar Boston, waar het event plaatsvindt.

Uitleg in jip-en-janneketaal

Vierdejaars bml (biologie en medische laboratoriumonderzoek) Elise Grootscholten doet haar uiterste best om in jip-en-janneketaal uit te leggen wat zij en haar negen teamgenoten de afgelopen maanden hebben gedaan. ‘Bij het zoeken naar een goed onderwerp hebben we bedrijven benaderd. Zo kwamen we terecht bij Buveco, een gasdetectiebedrijf. Daar vertelden ze ons dat het met de bestaande technieken niet mogelijk is om een CO-detector te maken die niet reageert op waterstof. Dat is een probleem. De detector slaat ook alarm als hij waterstof waarneemt terwijl dat een onschuldige stof is waar geen alarm voor hoeft te worden afgegeven.’

Voor de industrie heeft dit vervelende gevolgen. Elise: ‘Met name staalbedrijven hebben hier last van. Het leidt tot onnodige evacuaties wat niet alleen lastig is voor de bedrijfsvoering, maar ook voor de veiligheid. Als mensen meemaken dat een alarm voor niks afgaat, worden ze de volgende keer lakser in het opvolgen van het alarm.’

De huidige CO-detectoren die dus niet selectief zijn, zijn gebaseerd op elektrochemische technologie. Maar Elise en haar teamgenoten moesten voor de competitie van iGEM werken met biologische bouwstenen, zoals bacteriën, eiwitten en DNA. Elise: ‘En dat betekent dat er nieuwe mogelijkheden waren.’

De bioloog als ontwerper

In de synthetische biologie is de onderzoeker een soort (product)ontwerper. Hij ‘bouwt’ en ‘ontwerpt’ nieuwe stoffen of systemen met biologische bouwstenen. Elise: ‘Wij gingen het proberen met bacteriën.’

Door te zoeken in de wetenschappelijke literatuur vonden Elise en haar teamgenoten een eiwit dat CO kan binden. ‘Er vindt dus een reactie plaats als dat eiwit in aanraking komt met CO. Die reactie kun je zien als een signaal, en dat is iets wat je kunt gebruiken in zo’n selectieve CO-detector.’

Vervolgens zijn de studenten in het lab gaan ‘ontwerpen’. Elise: ‘Je kunt het een beetje vergelijken met het leggen van een puzzel.’ En om in die vergelijking te blijven: Het HR-team heeft de puzzel niet kunnen afmaken in de korte tijd die er was. Elise: ‘We hebben wel bepaalde biobricks ontworpen, maar het is nog geen geheel. In het laboratoriumonderzoek gaat heel veel fout. Onderzoekers zijn vaak jaren bezig met kleine stapjes. Daar moet je tegen kunnen in ons vak. Het is niet realistisch om te denken dat je in zo’n korte tijd een eindproduct kan ontwerpen.’

Biobrick op de post

Het hardware-deel van het project is wel zo goed als af. Elise: ‘We hadden een multidisciplinair team met studenten bml, chemie, informatica en elektrotechniek. De laatsten hebben onder andere een peristaltische pomp gemaakt die we kunnen meenemen naar Boston.’

Na weken achtereen waarin de studenten lange dagen maakten, komt het einde in zicht. De biobrick die ze hebben ontworpen, is op de post naar iGEM. Eind van de week vliegen ze naar Boston voor het grote evenement. En daarna? ‘Even bijkomen en dan afstuderen.’

Tekst: Esmé van der Molen
Foto: Paul Reusink