Bewaren of weggooien?

Biotechnologie Een sticker die van kleur verschiet als het vlees bedorven is. Groningse studenten wonnen er een biotechnologiewedstrijd mee.

‘Waarom doen we niet gewoon iets met vlees?” Eigenlijk was het een grap – maar wel een grap waar elf studenten van de Rijksuniversiteit Groningen een internationale biotechnologiewedstrijd mee wonnen.

Het team ontwikkelde een bacteriebevattende vleessticker. De genetisch gemodificeerde bacteriën in de sticker verschieten van kleur zodra het vlees bedorven is. Een consument kan zo in één oogopslag zien of een hamburger nog de pan in kan of rijp is voor de kliko. De studenten hebben de genetische modificaties zelf bedacht en toegepast. Maandag wonnen ze met hun project de hoofdprijs op de iGEM-competitie, een internationale studentenwedstrijd op het gebied van synthetische biologie.

Het is woensdagochtend in New York als Renske van Raaphorst de Skype-oproep accepteert. Ze klinkt nog een beetje slaperig. Zij en haar team zijn de avond ervoor, op election night, in New York aangekomen voor een paar dagen vakantie na de wedstrijd in Boston.

Van Raaphorst legt uit dat het project moeilijk van de grond kwam. Er was amper literatuur te vinden over het bederven van vlees. Ook telefoontjes naar de Nederlandse Voedsel- en Warenautoriteit en verschillende EU-instanties leverden niets op. “We wilden weten welke criteria zij hanteren om de kwaliteit van vlees te meten, maar we kregen onduidelijke antwoorden. ‘Vlees is niet meer goed zodra je er ziek van wordt’, bijvoorbeeld.”

Het team besloot daarom om zelf maar uit te zoeken hoe bacteriën reageren op rottend vlees. Hun oog viel op Bacillus subtilus, een onschadelijke bodembacterie. “Omdat Bacillus subtilus een sporevormer is, kun je hem heel lang bewaren in een soort slaaptoestand en pas activeren als je hem nodig hebt”, legt Van Raaphorst uit.

Het team bedacht een proefopstelling waarin de ene groep bacteriën werd blootgesteld aan de lucht van vers vlees, terwijl een andere groep werd gelucht met de geur van rot gehakt. Vervolgens keken de studenten welke genen in beide groepen werden geactiveerd. Ze hadden geen idee of de proef zou werken. “Het was een beetje een gok”, geeft ook van Raaphorst toe.

De gok pakte goed uit: een handvol genen werd alleen door een rotte vleeslucht geactiveerd. “Dat was echt fantastisch”, zegt Van Raaphorst, nog steeds enthousiast. “Een van de mooiste momenten in het lab.”

Het lukte de studenten om de genetische aan-uitschakelaar (promoter) van deze genen los te peuteren. Deze door hen ontdekte ‘versschakelaar’ koppelden ze vervolgens aan een gen dat een pigment produceert, blauw of geel. Deze pigmentgenen waren gemaakt door studenten die aan een eerdere editie van iGEM hadden meegedaan.

Klooien

Het principe achter dit genetische systeem simpel, maar het bleek moeilijk om het in Bacillus aan de praat te krijgen. “We hebben zo ontzettend zitten klooien”, zegt van Raaphorst. “We zijn natuurlijk ook maar studenten, je maakt fouten en biologie is nu eenmaal onvoorspelbaar. Heel lang hoopten we dat we überhaupt aan de criteria van de wedstrijd zouden voldoen.”

Pas zes dagen voor de deadline van Europese voorronde verschoot de eerste bacterie van kleur in de buurt van rottend vlees. Vanaf toen sleutelde het team dag en nacht aan het project. “Je wordt er ook een beetje raar van hoor”, zegt van Raaphorst. “Je raakt verslaafd aan je project.”

Ondertussen ontfermden de biomedisch technologen van het team zich over de ‘sticker’ waarin de bacteriën hun werk moeten doen. Ze bedachten een soort sachet, met twee verschillende compartimenten. Het buitenste compartiment bevat de sporen van de genetisch gemodificeerde Bacillus, in het binnenste compartiment zitten voedingsstoffen.

Door het binnenste compartiment kapot te drukken komen die voedingsstoffen vrij en ontkiemen de bacteriën. “Een beetje zoals een glow-stick werkt.” De buitenlaag van de sticker bevat microporiën die wel de gassen van het rottende vlees doorlaten, maar geen vloeistoffen of bacteriën.

Ingewikkeld en slim

Op de Europese voorronde in Amsterdam, realiseerden de studenten zich pas hoe hevig de concurrentie was. Van Raaphorst was vooral onder de indruk van het het team uit Slovenië, dat uiteindelijk tweede werd. “Zij hadden een systeem ontwikkeld waarin bacteriën in een capsule medicijnen produceren en op de juiste plek in het lichaam afgeven.”

De Groningers hoopten op een plek bij de eerste achttien – zoveel teams mochten door naar de finale in Boston – maar werden tot hun verbazing eerste van Europa.

Ook in Boston zagen de Groningers mooie projecten. “Het team MIT was aan de slag gegaan met genetische circuits. Zij hadden een genetische NOT-poort gemaakt, die een positief signaal omzet in een negatief signaal en omgekeerd. Dat zag er allemaal zo ingewikkeld en slim uit.”

Toch ging de hoofdprijs maandag niet naar Berkeley, Beijing of Tokio. De jury koos voor ‘iets met vlees’.

Waarom denkt Van Raaphorst dat juist zij gewonnen hebben? “Daar hebben we als team veel over gefilosofeerd de laatste dagen, omdat we het nog steeds niet echt geloven”, zegt Van Raaphorst. “Uiteindelijk kwamen we tot de conclusie dat we misschien niet het meest ingewikkelde genetische circuit in elkaar gezet, maar we hebben wel zelf een concept bedacht, en van begin tot eind uitgewerkt.”