znanost 22.11.2016 7:45

Ideje slovenske študentske ekipe predstavljajo pomemben preboj v sintezni biologiji

Ljubljana, 22. novembra - Študenti različnih ljubljanskih fakultet, združeni v ekipo Sonicell, so na mednarodnem tekmovanju v sintezni biologiji iGEM 2016 v ZDA zasedli prvo mesto na področju temeljnega napredka. Kot je ob predstavitvi dosežka povedal njihov mentor Roman Jerala s Kemijskega inštituta, bodo ugotovitve mladih znanstvenikov povzročile velike premike, če ne revolucije v sintezni biologiji.

Ljubljana, Kemijski inštitut.
Predstavitev dosežka slovenske študentske ekipe Sonicell na tekmovanju iGEM 2016.
Foto: STA

Ljubljana, Kemijski inštitut.
Predstavitev dosežka slovenske študentske ekipe Sonicell na tekmovanju iGEM 2016.
Foto: STA

Ljubljana, Kemijski inštitut.
Predstavitev dosežka slovenske študentske ekipe Sonicell na tekmovanju iGEM 2016.
Foto: STA

Ljubljana, Kemijski inštitut.
Predstavitev dosežka slovenske študentske ekipe Sonicell na tekmovanju iGEM 2016.
Vodja Laboratorija za biotehnologijo na Kemijskem inštitutu Roman Jerala.
Foto: STA

Sintezna biologija, ki povezuje področji biologije in inženirstva, omogoča spreminjanje lastnosti celic, tako da se na predvidljiv način odzivajo na signale iz okolice, kar odpira pot naprednim oblikam zdravljenja, je uvodoma pojasnil Jerala.

Mladi raziskovalci so se po besedah Jerale lotili dveh ključnih izzivov sintezne biologije ter predstavili rešitvi, ki po njegovem mnenju predstavljata pomemben preboj v sintezni biologiji. Na eni strani so prikazali, kako omogočiti hitro neinvazivno stimulacijo celic v notranjosti organizma s pomočjo ultrazvoka, na drugi pa kako doseči hitrejši odziv celic.

Najbolj atraktivna je po besedah Jerale uporaba ultrazvoka za stimulacijo, ki predstavlja nadgradnjo optogenetike. "Optogenetika je področje, ki ga je revija Science razglasila za preboj desetletja, mi pa smo to nadgradili tako, da smo odstranili največjo oviro tega področja - nezmožnost stimulacije globokega tkiva. Z našo metodo lahko naredimo vse, kar lahko naredi tudi optogenetika, le da to naredimo v globokem tkivu."

Kot je pojasnil član ekipe Kosta Cerović, študent ljubljanske medicinske fakultete, na področju stimulacije z ultrazvokom v globokih tkivih zaenkrat še ne obstaja veliko objav. Tovrstna metoda bi lahko po njegovih besedah pomembno vplivala na zdravljenje diabetesa ali celo Parkinsonove bolezni. "To ne pomeni, da bi do ogromnih napredkov prišlo v letu ali dveh, gre pa za zelo obetavno področje," je dejal.

Drug pomemben preboj pa je to, da so raziskovalci povečali hitrost odziva celic z dizajnom signalne poti na osnovi cepljenih ortogonalnih proteaz. Na ta način se celica na kombinacijo zunanjih signalov odzove že v pet do 15 minutah, medtem ko doslej poznane metode za odziv potrebujejo od nekaj ur do nekaj dni. "To je pomembno denimo pri zdravljenju diabetesa, kjer se mora telo hitro odzvati, sicer lahko pride do hipoglikemije in drugih zapletov, v hudih primerih celo do smrti," je pojasnil Cerović.

Ekipa že nadaljuje z raziskavami na tem področju, za sodelovanje se dogovarjajo tudi z inštitutom iz Pariza, rezultate pa želijo objaviti v znanstvenih revijah. Njihov dolgoročni cilj pa je sodelovanje z zdravniki ter vpeljava ultrazvoka, ne le kot diagnostičnega sredstva, temveč tudi kot terapevtskega sredstva v vsakdanji uporabi, je o ciljih povedal Cerović.

Ekipo Sonicell sestavlja 12 študentov ljubljanskih fakultet - biotehniške fakultete, fakultet za kemijo in kemijsko tehnologijo, fakultete za elektrotehniko, fakultete za računalništvo in informatiko ter medicinske fakultete.

Kljub temu da tokrat niso osvojili velike nagrade kot že trikrat doslej, pa gre po mnenju Jerale "za doslej največji znanstveni preboj na tem tekmovanju in prvo mesto na področju razvoja temeljev te znanstvene veje je odličen dosežek".

Uspeh ekipe slovenskih študentov je v uvodu današnje predstavitve na Kemijskem inštitutu pozdravil tudi direktor Kemijskega inštituta Gregor Anderluh, ki je izpostavil udeležbo na tekmovanju kot dober primer sodelovanja inštitutov in fakultet.

Zadovoljstvo ob uspehu ekipe so izrazili tudi dekani fakultete za računalništvo in informatiko, fakultete za elektrotehniko ter biotehniške fakultete, ki so poudarili pomen interdisciplinarnosti in multidisciplinarnosti za uspeh ekipe ter študentom zaželeli veliko uspeha pri nadaljnjem delu.

Študenti Univerze v Ljubljani so sicer v preteklih letih uspešno sodelovali na tekmovanjih raziskovalnih projektov iz sintezne biologije iGEM. V letih 2006-2012 so trikrat osvojili veliko nagrado, enkrat drugo mesto, obenem pa številna prva mesta v posameznih kategorijah.

Zaradi velikega zanimanja študentov in uspehov iz preteklih let so se mentorji na Kemijskem inštitutu odločili, da jim letos ponovno omogočijo sodelovanje na tem tekmovanju, in sicer ob podpori Sklada Janka Jamnika za iskrive mlade v znanosti, s katerim želi Kemijski inštitut podpirati najbolj prodorne in motivirane mlade raziskovalce z izvirnimi idejami.