Studenten werken aan bacterie die duurzaam plastic maakt

Het team van dertien bachelor- en masterstudenten schrok van een artikel waaruit bleek dat microplastics in het bloed van mensen voorkomen. ‘Daar wilden we wat aan doen’, zegt Jasper Smits. ‘Het blijkt dat een deel van de microplastics uit de landbouw komt. Boeren gebruiken bijvoorbeeld folielagen waardoor planten beter kunnen groeien. En kunstmestkorrels zitten in een laagje plastic waardoor de kunstmest langzaam aan het land kan worden afgegeven. Deze plastics zijn vaak slecht afbreekbaar en komen in onze voeding terecht of waaien de natuur in. Daarom besloten we ons op de landbouw te richten.’

Internationale wedstrijd

De studenten doen mee aan de International Genetically Engineered Machine (iGEM) wedstrijd. Bij deze wedstrijd proberen studententeams maatschappelijke problemen op te lossen met synthetische biologie. Dit jaar doen meer dan vierhonderd teams mee. Tijdens de ‘Grand Jamboree’ begin november in Parijs worden de winnaars bekend gemaakt.

Al sinds april werken de studenten aan hun project PHAse Out, waarmee ze een biologisch afbreekbaar plastic voor de landbouw willen ontwikkelen. De eerste maanden waren bestemd voor literatuuronderzoek en het voeren van gesprekken met experts, maar sinds juli werken ze in het lab. Smits: ‘We zijn daar bezig met de productie van een biologisch afbreekbaar plastic genaamd PHA (polyhydroxyalkanoaat, red.). Bacteriën kunnen dit plastic afbreken, waardoor het na drie maanden weg is. Het is een CO2-neutraal proces.’

Goedkoper plastic produceren

PHA is nu nog heel kostbaar om te produceren, waardoor het voor bedrijven niet interessant is om te gebruiken. Om het plastic efficiënter en goedkoper te produceren, brengen de studenten genetische modificaties aan in de bacterie Methylobacterium extorquens, die van nature PHA produceert. Smits: ‘We zorgen voor een overexpressie van het gen dat PHA produceert, waardoor de bacterie meer PHA maakt dan ze van nature doet. Daarnaast verbeteren we de extractie, het verzamelen van PHA uit de cellen. Dit is nu namelijk de allergrootste kostenpost. Met genetische aanpassingen proberen we ervoor te zorgen dat cellen uit zichzelf lyseren (de celwand gaat kapot waardoor PHA vrijkomt, red.). Ook werken we nog aan een extractiemethode met chemicaliën.’

Geen concurrentie met menselijke voeding

Dat M. extorquens PHA produceert, is niet de enige reden dat het team voor deze bacterie koos. Het is volgens Smits ‘best wel een bijzondere bacterie’. Ze eet namelijk methanol, terwijl de meeste andere bacteriën suikers als voeding gebruiken. Het nadeel van suikers als voeding is dat het duur is en dat die suikers dan niet gebruikt kunnen worden voor menselijke voeding.’ Methanol concurreert niet met voeding en kan CO2-neutraal worden gemaakt met behulp van een chemische reactie van groene waterstof en CO2. Op die manier kan er klimaatneutraal plastic worden gemaakt.

Experimenten op tijd uitvoeren

In september moeten de studenten hun lab weer uit, want dan is het nodig voor andere onderzoeken. Ze kunnen dan nog wel af en toe in andere labs terecht voor experimenten. ‘Het is best wel stressvol om alle experimenten op tijd uit te voeren, want je hoopt natuurlijk niet dat te veel dingen misgaan’, zegt Smits. ‘Maar als het goed is krijgen we binnenkort alle resultaten binnen.’

Crowdfunding

Onderdeel van iGEM is dat studenten hun project zelf financieren. Daarom is het team een crowdfunding gestart. De studenten hopen 9800 euro op te halen, waarmee ze labmaterialen kunnen vergoeden. Afhankelijk van de opbrengst van de crowdfunding kunnen de biologiestudenten meer of minder experimenten doen voor hun project. Als tegenprestatie krijgen donateurs bijvoorbeeld, een stripboek met komische biologiestrips of een tour door het lab waarbij ze een VR-game kunnen spelen.