Wetenschap
.

iGem bouwt bizarre bacteriën

Kweek je eigen QR-code

Elf RUG-studenten sloten zichzelf de hele zomer in hun lab op en bedachten de perfecte inzending voor iGem: bacteriën die uitgroeien tot een QR-code.
Door Christien Boomsma

De vierkante zwart-witte codes zijn overal te vinden: er prijkt er eentje op de deur van het UKrant-kantoor, ze hangen op de muren in het Groninger Museum en je komt ze tegen in je bankierapp. Zelfs op je Swappfiets zit een sticker met een QR-code die je direct naar de relevante website leidt.

Ze zijn alomtegenwoordig, maar dat betekent niet per definitie dat ze ook veilig zijn.

Afgelopen zomer waarschuwde de politie nog tegen oplichters die QR-codes gebruiken. Criminelen vragen je een code te scannen zodat je een betaling kan doen. Maar voor je het weet hebben ze je hele bankrekening leeggetrokken.

Een team bestaande uit elf RUG-studenten wilde een manier vinden om die codes veilig te maken. Ze zijn de hele zomer bezig geweest in hun laboratorium in de Linneausborg op Zernike. ‘Het idee was om een extra veiligheidsmaatregel toe te voegen aan QR-codes’, legt Mariano Perez Chaher, student industrial engineering, uit. ‘Maar we willen de decryptie juist langzamer maken, niet sneller.’

Ze besloten om zelf een QR-code te kweken met speciaal gemanipuleerde bacteriën.

Gerecycled wc-papier

Ze doen met dit project mee aan iGem, een internationale competitie voor genetisch gemanipuleerde ‘machines’. Ieder jaar reizen duizenden studenten af naar Boston in de VS om te laten zien wat ze allemaal met het DNA van bacteriën kunnen doen. Zo halen ze zware metalen uit water, maken ze plastic van gerecycled wc-papier en wekken ze energie op uit water.

In het QR-codeproject van het team van de RUG ‘gaat de encryptie van de informatie in de code net zo snel als normaal’, zegt Mariano, ‘maar we zaaien de bacterie Vibrio natriegens in de vorm van een QR-code op een plaatje met voeding.’

Voordat je de code kan ontcijferen zodat het patroon tevoorschijn komt, moet je hem laten groeien. ‘Maar je moet dus wel precies weten hoe dat moet’, zegt Nurul Wirusanti, student medical and pharmaceutical drug innovation. ‘Wij hebben verschillende gemanipuleerde bacteriënstammen die onder verschillende omstandigheden groeien. Wij hebben ervoor gezorgd dat ze reageren op licht, op bepaalde temperaturen of op de zuurtegraad in hun omgeving.’

Onder specifieke omstandigheden zal de QR-code na ongeveer twee of drie uur verschijnen. Maar als je de instructie niet precies volgt, loop je het risico dat de code onleesbaar wordt, en dan is hij niet meer te redden.

Het klinkt makkelijk: kweek wat bacteriën, maak een code. Maar het leek er soms op alsof dat het team nooit zou lukken.

De afgelopen weken experimenteerde Geet met een speciale 3D-printer met inkt met bacteriën erin.

Het blijkt dat zelfs genetisch gemanipuleerde bacteriën geen zin hebben om netjes in vierkantjes te groeien zodat een QR-scanner ze kan lezen. ‘We zetten de bacteriën eerst in een gel, maar dan was dat patroon nog zichtbaar’, zegt Mariano. ‘Dus toen gingen we de bacteriën weglaseren op de plekken waar we ze niet wilden hebben, maar dan konden we het patroon weer niet overbrengen.’

‘Toen hebben we stempels gemaakt met een 3D-printer’, zegt natuurkundestudent Geet Kalsulkar, ‘maar de bacteriën ontgroeiden het vierkant, dus dat hielp ook niet.’

Wereldverbeterende ideeën

De afgelopen weken experimenteerde Geet met een speciale 3D-printer met inkt met bacteriën erin. De eerste resultaten zijn goed, maar de wedstrijd in Boston is al over zes weken.

Moleculair genetici Oscar Kuipers en Jan Kok zijn niet verbaasd dat het project nog niet klaar is. ‘Studenten denken altijd dat ze meer dan genoeg tijd hebben als ze in de zomer beginnen’, zegt Kuipers, die vanaf het begin in 2008 negen iGemteams heeft begeleid. ‘We waarschuwen ze natuurlijk wel, maar ze zijn altijd heel enthousiast en bedenken allemaal rare, wereldverbeterende ideeën Maar een idee moet wel uit te voeren zijn, en mensen moeten het er over eens zijn. Dus het brainstormen duurt altijd heel lang.’

Mariano’s team deed er bijna zes weken over voordat ze een origineel en werkbaar idee hadden, en ze hebben maar vier maanden voor het hele project. ‘Het was heel moeilijk’, zegt Mariano. ‘Zo veel dingen zijn al gedaan door andere mensen!’

 

 Geet, Mariano, Radu en Nurul in het iGem lab

En toch maar twintig studiepunten

Vervolgens moet het idee ook nog uitgevoerd worden: de bacteriën moesten worden bewerkt in het lab, de boel moest goed werken, de data moest gepresenteerd worden en ze moeten de jury ook nog voor zich winnen. ‘Ze moeten echt heel hard werken; veel harder dan de studiepunten die ze ervoor krijgen’, zegt Kok, die de laatste drie Groningse iGem team begeleid heeft. ‘Ze hebben er waarschijnlijk zo negenhonderd uur in zitten, terwijl ze maar twintig studiepunten krijgen. Maar het is een unieke kans. Ze kunnen hun organisatorisch talent laten zien, ze leren praktische laboratoriumvaardigheden. En het staat heel goed op hun cv.’

Kuipers stemt in. ‘Het is het zeker waard. Zeker voor studenten die de gewone colleges niet helemaal genoeg vinden. Ze doen vernieuwende dingen en krijgen de kans om uit te blinken. Het is voor ons ook waardevol: soms zitten er potentiële nieuwe PhD-studenten tussen.’

Wereldkampioen

Groningen doet het van oudsher goed in Boston. In 2012 werden ze wereldkampioen met het project ‘Foodwarden’, een genetisch gemanipuleerde voedselsticker die paars kleurde als vlees bedorven was. Andere teams hebben prijzen gewonnen als ‘Beste meting’ (2018), en ‘Beste Informatieverwerking’ (2016).

Dat is zeker een prestatie als je bedenkt hoe klein het Groningse team vaak is. Studenten krijgen weinig ‘echte’ hulp – alleen feedback en begeleiding – en er is bijna geen geld beschikbaar voor het project. ‘Andere teams krijgen veel meer ondersteuning en geld van hun universiteit’, zegt Kuipers. ‘Toen we in 2012 wereldkampioen waren geworden kregen we het jaar daarna wel wat geld. Maar in 2014 zeiden ze weer dat ze studentenprojecten niet op die manier ondersteunden.’

Sponsors overhalen het team te steunen is moeilijk, omdat ze nog nooit van iGem gehoord hebben

Kuipers en Kok geven toe dat dit best wel frustrerend kan zijn. De commissie van de onderwijsinspectie vindt het iGem-project altijd heel erg leuk. De decaan van de faculteit noemde het meerdere keren in zijn toespraken als een uitstekende vorm van onderwijs. Lof is leuk, maar daar koop je niks mee. Het team moet dus ieder jaar het geld bij elkaar zien te sprokkelen: zo’n 25.000 dollar. ‘Het kost 5000 dollar om mee te doen’, legt Kok uit. ‘Een vliegticket kost al snel 750 dollar per persoon, en dan moeten ze nog overnachten. We moeten ook nog t-shirts drukken en posters maken.’

Steeds beter

Soms halen ze niet genoeg op met crowdfunding en kunnen sommige teamleden niet mee omdat ze het vliegticket niet kunnen betalen. Zal dat ook Team Qroningen, zoals ze zichzelf noemen, overkomen? ‘We kwamen wat sloom op gang’, geeft studente Sofie Schretlen, die verantwoordelijk is voor het werven van sponsoren, toe. ‘Maar ik denk wel dat het ons gaat lukken. Het gaat steeds beter.’

Sophie kwam erachter dat veel mensen nog nooit van iGem gehoord hebben, wat het moeilijk maakt ze over te halen het team geld te geven. Maar de studenten geloven er heilig in dat hun project steun verdient. Niet omdat de wereld nou staat te springen om een QR-code van speciaal gekweekte bacteriën, maar ‘omdat wij laten zien hoe je bacteriën kan gebruiken om je data te beschermen’, zegt Mariano. ‘Het is niet per definitie de oplossing, maar we voegen weer wat kennis toe aan de wereld en we laten zien wat er allemaal mogelijk is met genetische manipulatie.’

 

Het Qroningen team bestaat uit Mariano Perez Chaher, Geet Kalsulkar, Nurul Wirusanti, Radu Cimpean, Sophie Schretlen, Michelle Scharte, Sander de Weerd, Marc Mouthaan, Yashika Venkatesh, Daria Vedernikova, en Lieke van Iersel

Wil je bijdragen aan het team? iGem Groningen heeft een crowdfundingpagina met meer informatie. https://www.rugsteunt.nl/project/igem2019

English