Unser Projekt: MARSS
(Modulated Acetosyringon Receptor Sensor System)

Das iGEM-Team Bielefeld stellt sich der Herausforderung, einen Rezeptor aus Agrobacterium tumefaciens dahingehend zu modulieren, dass er schließlich Capsaicin sensieren kann. Capsaicin ist für die Schärfe in Chili und Pfeffer - und damit in vielen Nahrungsmitteln - verantwortlich. Dahinter steckt die Idee, den Schärfegrad einer Speise über eine Art Ampel sichtbar zu machen. In das Bakterium Escherichia coli eingebracht, soll das modulierte System zu verschieden intensiven Leuchteffekten führen, je nachdem wie scharf eine Probe ist.

Der original Rezeptor aus Agrobacterium tumefaciens detektiert normalerweise Acetosyringon, ein Sekundärmetabolit, das von Pflanzen hergestellt wird und den Bakterien als Lockstoff dient. Bindet Acetosyringon an den Rezeptor, löst dies eine intrazelluläre Signaltransduktion aus, die schlussendlich zu Chemotaxis der Bakterien in Richtung der Pflanze führt. Das Ziel ist die Binderegion des Rezeptors mittels gerichteter Evolution dahingehend zu verändern, dass er andere Stoffe detektiert. Das so gewonnene System wird in Escherichia coli eingebracht und zur Synthese eines Lichtsignalmoleküls führen.

Neben Capsaicin sind weitere potentiell detektierbare Substanzen im Gespräch, wie etwa Dopamin, Adrenalin oder nahe Derivate. Umweltgifte und Allergene könnten ebenfalls ein Ziel eines modulierten Rezeptors sein und per Lichtsignal quantifiziert werden.

Insgesamt wäre eine große Bandbreite an quantifizierbaren Stoffen vereint mit einer hohen Sensitivität und Spezifität des Biosensors das größte Ziel des Teams. Derart schnelle und sensitive biologische System könnten unter Anderem in der Qualitätskontrolle bei der Nahrungsmittelproduktion eingesetzt werden. Unerwünschte oder gefährliche Stoffe könnten erkannt werden, bevor sie in die Produktionskette gelangen.

Der VirA - Rezeptor