Biologie en elektronica fuseren in E. coli-lamp

Binnenkort is het misschien mogelijk om een lichtbron te maken van bacteriën. Dat zegt een groep studenten van de universiteit van Newcastle, die elektrotechniek proberen te combineren met synthetische biologie om ‘elektro-biologische’ circuits te maken.

Lamp van E. coli. Beeld: Ollie Burton/CultureShock
Het ‘elektro-biologische’ circuit realiseert een lamp van E. coli.
Beeld: Ollie Burton/CultureShock

De Britse studenten hebben met een genetisch gemodificeerde, gloeiende E. coli-bacterie iets weten te maken dat lijkt op een gloeilamp. De lamp gaat aan als de bacteriën de hitte van een minuscule microbiële brandstofcel ondervinden, een apparaatje dat werkt als een batterij door elektrische energie op te slaan uit de activiteit van microben.

Het project werd vorige week gepresenteerd in Boston, tijdens de International Genetically Engineered Machine-competitie (iGEM), een jaarlijkse wereldwijde competitie die afgesloten wordt met een synthetische-biologiebeurs genaamd ‘The Giant Jamboree‘. Het achtkoppige team uit Newcastle is slechts één van de driehonderd teams uit veertig landen.

Om hun apparaat te maken heeft het team uit Newcastle een E. coli-stam ontworpen die, dankzij de verhoogde expressie van een fluorescentie-eiwit, zou opgloeien onder invloed van elektrische stroom of een warmtebron van 42 °C. Ze ontwikkelden daarbij een circuit dat de lamp met de energiebron verbindt met de bedoeling om een bouwpakket te maken dat net zo makkelijk in elkaar te zetten is als Lego.

Kat-aangedreven turbine?

Hoewel ze er niet in geslaagd zijn de brandstofcel het lampje te laten activeren in de laatste testronde, zegt teamlid Ollie Burton dat het hoofddoel is om de gereedschapskist te maken die anderen inspireert om het idee voort te zetten.

‘Alles wat we gedaan hebben is open source‘, zegt hij. ‘Het gaat meer om wat andere mensen kunnen doen met de basis die wij gelegd hebben dan dat we zelf iets revolutionairs ontwerpen. We wilden mensen het gereedschap verschaffen om spannende nieuwe technologie te ontwikkelen.’

‘Als we biologische materialen dingen kunnen laten doen die nu al in elektronica gebeuren, biedt dat allerlei nieuwe mogelijkheden in de techniek’, zegt synthetisch bioloog Jameson Dungan, die ook het doe-het-zelf-laboratorium Biologik in Norfolk, Virginia runt. ‘Het is net als toen we voor het eerst overschakelden van buizen naar transistoren’, zegt hij. ‘De transistor deed hetzelfde als de buis, alleen op een andere manier. Hetzelfde geldt voor deze biologische onderdelen die elektrische onderdelen vervangen.’

Het idee van open source-onderzoek staat al sinds jaar en dag hoog in het vaandel bij biohackers en doe-het-zelf-wetenschappers. Op zijn beurt moedigt ook iGEM informatie-uitwisseling tussen laboratoria aan. De organisatie heeft ook plannen voor een database van gestandaardiseerde, uitwisselbare ‘onderdelen’ of DNA-sequenties die teams kunnen gebruiken bij hun experimenten.

Het werken met genetisch gemodificeerde organismen brengt ook verantwoordelijkheden met zich mee. Het team heeft bij hun project een digitaal, interactief gedachte-experimentspel gemaakt, die de spelers ertoe aanzet na te denken over de ethische gevolgen van elektro-biologische wetenschappelijke experimenten. In één scenario moet een speler de genen van een kat gebruiken om een turbine aan te drijven. De vraag daarbij is: ‘Wat zijn onze grenzen als het gaat om het gebruiken van biologische materialen voor elektriciteit?’

Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.

Lees verder:

Plaats een reactie