Студенты НУ разработали проект по очистке нефтеразливов Студенты НУ разработали проект по очистке нефтеразливов

Студенты НУ разработали проект по очистке нефтеразливов

Команда получила за это золотую медаль на международном конкурсе
Кира Осоргина
Студенты НУ разработали проект по очистке нефтеразливов 1

Стали известны результаты престижного международного конкурса по синтетической биологии iGEM. Единственная команда из Казахстана и Центральной Азии, участвовавшая в нем, разработала проект по очистке нефтеразливов (https://2021.igem.org/Team:NU_Kazakhstan ). Scientist.kz решил разобраться, что из себя представляет эта разработка, где она может применяться, и каковы перспективы проекта. 

Традиционно в октябре объявляют результаты ежегодного международного конкурса генно-инженерных машин для студентов, выпускников и старшеклассников — International Genetically Engineered Machine (iGEM). Награждение проходит в Бостоне, но в этом году из-за пандемии церемония была перенесена на ноябрь и прошла в оффлайн формате.

Целью мероприятия является решение актуальных мировых проблем с помощью синтетической биологии — направление в науки, объединяющее генную инженерию,  молекулярную биологию, программирование.

В начале года участники выбирают тему проекта, выводят гипотезу. Далее, в апреле, проходит регистрация на сам конкурс, результаты которого презентуются в октябре. Между апрелем и октябрем команды работают над проектом в своих лабораториях.

В 2021 году участие в мероприятии приняли 352 команды общей численностью в шесть тысяч человек из 45 стран. В их числе и Казахстан. Студенты Назарбаев Университета презентовали проект по использованию генно-модифицированных бактерий Псевдомонас путида (Pseudomonas putida) для очистки воды и почвы от разливов нефти. Подробнее об этом порталу scientist.kz рассказала капитанша команды iGEM Kazakhstan, студентка Назарбаев Университета Малика Василова.

Студенты НУ разработали проект по очистке нефтеразливов
Малика Василова

Ваша команда решила остановиться на экологической тематике — разработка более безопасного способа ликвидации разливов нефти. С чем связан такой выбор?

Так как индустрия добычи и обработки нефти является одной из самых масштабных отраслей экономики нашей страны, во время ее крупномасштабной добычи и транспортировки наблюдается много случаев нефтеразливов в воде и на почве. По большой части, данные разливы либо не очищаются, либо ликвидируются путем деструктивных и токсичных методов. Это, в свою очередь, приводит к загрязнению окружающей среды, что негативно сказывается на сохранности естественной биосистемы, делая ее непригодной для жизни.

Какие способы решения этой проблемы предложила ваша команда?

Есть более экологичные альтернативы очистки нефти, например биоремедиация, которая использует естественные продукты микроорганизмов для расщепления нефти. Мы использовали генную инженерию в попытках трансформации бактерии Pseudomonas putida, чтобы она могла вырабатывать специальные вещества, называемые рамнолипидами. Известно, что рамнолипиды способны уменьшить поверхностное натяжение между двумя разными фазами (например, между водой и нефтью), что увеличит доступ бактерии к нефтепродуктам, и ускорит процесс их разложения. На протяжении года мы проводили эксперименты и генетические модификации, чтобы она могла быстро и эффективно вырабатывать данные вещества, не выпуская при этом токсичных отходов в окружающую среду.

Такая работа требует очень много времени. Удалось ли вам достичь своих планов к сроку?

В рамках проекта команды взаимодействуют с другими командами iGEM и исследовательскими центрами. Мы сотрудничали с Национальной лабораторией им. Лоуренса Беркли (США), которая выслала нам необходимые генные частицы для модификации.

Но из-за того, что штамм бактерии Pseudomonas putida пришел к нам очень поздно — в середине сентября, мы еще не смогли собрать полный конструкт внутри данной бактерии. Как альтернатива мы модифицировали бактерии из того же рода Pseudomonas aeruginosa, для подтверждения нашей гипотезы касательно влияния генетических манипуляций на метаболизм бактерии.

Несмотря на то, что итоги конкурса уже подведены, работа над проектом продолжается. К  марту 2022 планируется закончить все необходимые  эксперименты с нашей целевой бактерией, на основе которых опубликуем научную работу.

Ваш проект получил золотую медаль на iGEM. Расскажите, как проходит оценивание?

Жюри конкурса — это мультидисциплинарный комитет из 350 специалистов со всего мира. До объявления результатов команды не знают, кто является членами жюри. Одну команду оценивают пять — шесть человек.

Каждая команда получает за свою работу золотую, серебряную или бронзовую медали. Но главный соревновательный момент наступает не при распределении медалей, а при объявлении специальных наград и номинаций.

В iGEM есть специальные награды за лучший проект в категории, лучший сайт проекта, лучший проект по инклюзивности, лучший проект по устойчивому развитию и  другие отдельные специальные награды.

В этом году мы были номинированы в четырех направлениях: лучший проект по защите окружающей среды, лучший сайт проекта, лучший проект по инклюзивности и лучший проект по устойчивому развитию. Вместе с золотой медалью мы вошли в топ-10 лучших проектов года среди 255 студенческих команд.

iGEM Kazakhstan — единственная команда не только из Казахстана, но и из  Центральной Азии. С чем вы это связываете?

Для участие в этом конкурсе одних знаний не достаточно, требуются научно-технические ресурсы, финансирование. Регистрация и участие в данном соревновании дорогие, так как на развитие проекта уходит очень много лабораторных ресурсов, реагентов, и далеко не все институты могут себе это позволить. Несмотря на это, мы были бы рады видеть больше команд с нашего региона и хотели бы их поддержать.

Команда Назарбаев университета участвует в iGEM с 2013 года. За это время  были завоеваны две золотые, одна серебряная и две бронзовые медали.

Расскажите подробнее о вашей команде?

В этом году в нашей команде было 19 студентов разных специальностей и возрастов. Основу команды составляют студенты по направлению «биологические науки», также у нас есть студенты с «робототехники» и с «химической инженерии».  

У каждой команды должны быть супервайзеры — специалисты с докторской степенью, обычно это профессора в университете, которые руководят проектом. Помимо этого команда может иметь инструктора, обычно это люди, которые помогают в лаборатории, то есть лабораторные технологи. Также есть менторы — это участники предыдущих составов iGEM, которые направляют команду, дают советы и делятся опытом.

Наш проект курируется доктором Энрико Марсили — профессором Школы Инженерии и Цифровых Наук НУ, доктором Обинна Аджунва — научным сотрудником кафедры Химической Инженерии и Материаловедения. В начинаниях нас поддерживает наш ментор – Даулет Айтымбаев, студент магистратуры в Германии.

Вы говорили, что в марте собираетесь завершить проект. Каковы его перспективы? Собираетесь ли вы применять разработку на практике?

Мы связывались с несколькими казахстанскими компаниями, такими как «КазМунайГаз», KazEcoSolutions, Ecostandart.kz. По оценке их экспертов, наш проект имеет довольно высокий потенциал. Нам даже удалось подписать меморандум о кооперации с КМГ.  Они заинтересовались нашей идеей. Если к марту следующего года мы успешно закончим все эксперименты, то, возможно, позже уже будем фокусироваться на промышленном масштабировании проекта.

Также мы подавали свой проект на государственный грант от министерства образования и науки республики. Буквально на этой неделе мы узнали, что  выиграли финансирование  в размере 3 миллионов тенге на развитие проекта.