Ontmoet Keystone-studententeams die bekroonde synthetische biologieprojecten hebben ontworpen

Deel op facebook
Deel op twitter
Deel op linkedin

Is het mogelijk om plastic flessen rechtstreeks uit een vuilnisbak biologisch af te breken? Of ben je op zoek naar een manier om je artritische knieën te verzachten? Twee studententeams van Keystone Academy hebben misschien het antwoord.

Studenten namen deel aan de iGEM competitie
Studenten namen deel aan de iGEM competitie

Hun ontwerpen behoorden tot de winnende inzendingen van dit jaar in de Internationale wedstrijd voor genetisch gemanipuleerde machines (iGEM). This is a worldwide contest that advances synthetic biology through design projects made by interdisciplinary teams of high school or undergraduate students.

Keystone entered the contest with two separate teams: one promoted a green and sustainable answer to plastic pollution; another sought to find out a long-term treatment for an illness that affects millions worldwide. Both projects won a gold medal for their viability and impressive designs.

Plastic flessen recycleren wordt even gemakkelijk als BBB gebruiken

Single-use plastics represent today’s throwaway culture. These items are so handy that they are found everywhere—even at the world’s hoogste piek of diepste punt.

Een team van Keystone-studenten werkte aan een methode om plastic afval biologisch af te breken
Een team van Keystone-studenten werkte aan een methode om plastic afval biologisch af te breken

Ondernemende geesten hebben geprobeerd het probleem van de plasticvervuiling op te lossen. Van een Nederlandse student en zijn drijvende barrières vangen plastic op oceanen aan Australische scheepsbouwers en hun zeevuilophalersis er geen tekort aan grote ideeën om dit wereldwijde probleem aan te pakken. En nu is er weer een indrukwekkend project uit de bus gekomen, dit keer van een team Keystone-studenten.

Team Keystone-2020’s project name is catchy: Beach Bacteria Bin, or “BBB.” The seemingly featureless rectangular container hides a powerful mechanism that can biodegrade plastic bottles.

De recycler op zonne-energie maakt gebruik van een shredder die de flessen in fijne stukjes verdeelt, die vervolgens door een speciaal enzym kunnen worden afgebroken. Het resulterende geraffineerde witte granen en vloeibare organische verbinding kan worden hergebruikt om PET-flessen te maken. De machine infuseert een zoete geur om de geur rond de bak te verwijderen.

De 'Beach Bottle Bin' is een duurzame oplossing om plastic afval te helpen verminderen
De 'Beach Bottle Bin' is een duurzame oplossing om plastic afval te helpen verminderen

Dit synthetisch biologisch proces is geïnspireerd op een artikel over een enzym dat plastic materialen kan afbrekenwaar het team eerder dit jaar op stuitte. Hoewel het proces de kernfunctie van de recycler is, zijn er meer indrukwekkende aspecten van dit project. Team Keystone-2020 bekeek BBB holistisch omdat het begreep dat "technologie alleen nauwelijks vooruitgang kan boeken op het gebied van milieubescherming".

Het team geïnterviewd twee milieu- en afvaldeskundigen die op Bali, Indonesië - hun doellocatie - wonen. Daarnaast werkten zij samen met wetenschappers en leraren en ondervroegen zij meer dan 200 mensen.

Plastic afval is een van de grootste bedreigingen voor de ecologische gezondheid van de planeet
Plastic afval is een van de grootste bedreigingen voor de ecologische gezondheid van de planeet

Met behulp van deze informatie kwam het team met een bedrijfs- en uitrolplan op een toeristisch strand in Bali. Ze creëerden ook publieke voorlichtingsprogramma's en sociale kanalen om rechtstreeks in contact te komen met de plaatselijke bevolking, toeristen en gemeenschappen en "de sociale acceptatie van synthetische biologie te bevorderen" en tegelijkertijd acties ter bescherming van het milieu te stimuleren.

Het uitgebreide project van Team Keystone-2020 werd goed ontvangen op iGEM 2020 en leverde hen het goud en een nominatie op in de categorie Best Education. Teamleiders Jerry Huang en Jane Liu vertellen dat ze niet alleen genoegen namen met een project waarin synthetische biologie werd toegepast, maar ook verder keken dan wat het kon bieden en hoe het denkwijzen kon veranderen.

Het prototype van de strandflessenbak
Het prototype van de strandflessenbak

The team worked on their entry during the distance learning and self-isolation periods earlier this year. Jerry first recruited Jane, a self-confessed biology enthusiast, and then they formed a team with classmates and close friends from lower grade levels. These consisted of then-tenth graders Henry Cui, Andrew Li, Cassandra Shi, William Yu, Emily Zhang, and Karen Zhang; then-ninth graders Zec Bi and Ariel Chen; and then-eighth grader Suri Pu.

Jerry zegt dat het project "niet enkel over de kennis van één persoon gaat," aangezien ze allen samenwerkten aan elk van de wetenschappelijke, zakelijke, gemeenschaps- en promotiecomponenten. Naast specifieke vakkennis voegt Jane eraan toe "dat het ook de communicatie- en organisatievaardigheden zijn die we hebben opgedaan dankzij onze Keystone-opleiding die ons hebben geholpen in het proces".

Een nauwgezette poging om artritische pijnen te verlichten

Zoveel als 350 miljoen mensen over de hele wereld worden getroffen door een vorm van artritis. De grootmoeder van Symonne Liu is één van hen. Haar familie heeft verschillende behandelingen geprobeerd: pijnstillers, antibiotica en injecties. Deze zijn echter slechts van korte duur. Een andere aanpak is chirurgie, waarbij kunstgewrichten worden gebruikt. Ze hebben dit niet geprobeerd vanwege de bijbehorende risico's zoals infecties, bloedstolling en beperkte mobiliteit.

Een ander team werkte aan een unieke, moderne oplossing voor gewrichtspijn, gebaseerd op een traditionele Chinese remedie
Een ander team werkte aan een unieke, moderne oplossing voor gewrichtspijn, gebaseerd op een traditionele Chinese remedie

De zoektocht naar een doeltreffende en langdurige behandeling voor artritis inspireerde Symonne en haar vrienden om deel te nemen aan iGEM 2020 onder de noemer Keystone-A. Zij presenteerden hun Levende Gaoyao project inspired by the concept of gǒupí gāoyao, een kruidenpleister gebruikt in de traditionele Chinese geneeskunde.

Het project vermindert ontstekingen en verbetert het herstel met behulp van synthetische biologie
Het project vermindert ontstekingen en verbetert het herstel met behulp van synthetische biologie

De levende Gaoyao is een zeer dunne film van natuurlijke organische verbindingen, die fungeert als een genetisch circuit ingebed met sensorenontstekingsremmenden kraakbeen regenererend proteïnen en anti-microbiële deeltjes. De patch, aangebracht op een kniegewrichtskapsel door middel van een operatie, is geactiveerd door een proteïne zodra de ontsteking optreedt.

Excluding that surgery part, the living arthritic patch concept sounds painless on paper. But it took Team Keystone-A eight painstaking months to perfect their entry, from researching to experimenting all the way to developing uitvoeringsplannen.

Het team won advies in bij artsen die de westerse geneeskunde en de traditionele Chinese geneeskunde beoefenen. De deskundigen gaven hun niet alleen suggesties om de structuur van de levende lap te verbeteren, maar ook om de behandeling van artritis holistisch te bekijken, aangezien operaties een langere genezingsperiode kunnen vergen.

Just like the other group, Team Keystone-A tapped into the strengths and skills of its members to construct the project. Symonne led its research design and experiments, assisted by Alex Wu. Lavender Li co-managed the team while recording research data. Annie Sun and Wendy Wu led the interviews with doctors and created public engagement materials. Meanwhile, Sarina Liang and Anna Ren worked on the project’s art and design presentation. Kevin Deng and Benedict Lu helped with the project as well.

De 'Living Arthritis Patch' is tot stand gekomen door nauwgezet werk en interviews met artsen
De 'Living Arthritis Patch' is tot stand gekomen door nauwgezet werk en interviews met artsen

Als onderdeel van hun inspanningen om het publiek voor te lichten, organiseerde het team lezingen en beurzen om het project voor te stellen en de fysieke en sociale gevolgen van artritis uit te leggen. Ze gepresenteerd het project aan een groot Chinees laboratorium voor synthetische biologie.

The team’s effort paid off eventually as they also won gold at iGEM 2020. Now that the team has passed the competition part, Symonne says their next step is to find pharmaceutical companies and research facilities to cooperate with the production and enhancement of the living arthritis patch. In this way, they hope many people who have arthritis can go the extra mile, literally!

Geschreven door

Keystone Academie

Keystone Academy

Keystone Academy is een innovatieve en unieke school in China en de rest van de wereld. Zij put uit Chinese, Amerikaanse en internationale leertradities en verweeft die in een krachtig tweetalig onderwijsmodel. Het is werkelijk uniek in China. Het curriculum is tweetalig in de lagere jaren met meer intensieve instructie in het Engels door middelbaar en hoog onderwijs. Wij concentreren ons op onderzoekend leren, kritisch denken en het creatieve oplossen van problemen in een strenge intellectuele omgeving.