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Revision as of 22:19, 12 October 2010

The Project (English)

The VirA receptor of Agrobacterium tumefaciens

The aim of the iGEM-Team Bielefeld is to modulate a receptor from Agrobacterium tumefaciens, to make it sense capsaicine. Capsaicine is responsible for the spiciness in chili and pepper - and hence in a lot of food. The idea behind is to make the spiciness of food visible via some kind of traffic light. Brought into Escherichia coli, this modulated system will induce light effects of different intensities - depending of the spiciness of the sample.

Originally, the receptor from Agrobacterium tumefaciens detects acetosyringone, a secondary metabolite of plants which attracts the bacteria. Binding to the receptor, acetosyringone induces an intracellular signal transduction which finally results in the bacterias chemo taxis towards the plant. By changing the binding region of that receptor via directed evolution we want it to be capable of detecting other compounds. The gained system will be brought into Escherichia coli and it will lead to a light signal.

Besides capsaicine there are other potentially detectable compounds of interest, like dopamine, adrenaline or near derivates. Environmental toxins and allergens are possible targets for modulated receptors and might be quantitated by light signalling.

After all, a broad range of compounds that can be quantitated with both, high sensitivity and specifity by our bio sensor is our greatest aim. Such fast and sensitive biological systems can e.g. be applied in the quality control of the production of nutritions. Production chains might be saved from dangerous compounds.

Das Projekt (Deutsch)

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.

Le Projet (Francais)

L’équipe d‘iGEM Bielefeld relève des défis de moduler un récepteur d’Agrobacterium tumefaciens en sorte qu’il peut apercevoir Capsaicin. Capsaicin est responsable pour l’acuité en voie du Chili et du poivre. L’idée générale est d’indiquer le goût relevé d’un repas par une sorte de feux de signalisation. Agrobacterium tumefaciens doit être intégré aux bactériens Escherichia coli pour générer des différents effets lumineux en fonction de l’intensité de l’acuité du prélèvement.

Normalement, le récepteur original de l’Agrobacterium tumefaciens détecte Acetosyringon, un métabolite secondaire fabriqué par la plantation. Ce métabolite secondaire sert les bactériens comme une substance de stimulant. Après la fixation d’Acetosyringon au récepteur, une transduction de signaux intracellulaire est dégagée. Finalement, le processus guide des « chimio taxies » de bactériens en direction des plantes. L’objectif est de transformer la région de la fixation du récepteur, au moyen de l’évolution, en sorte qu’il détecte des autres substances. Le système est apporté dans les bactériens Echeria Coli et dirige à la synthèse d’une molécule des signaux lumineux.

À côté de Capsaicin, il y a des autres substances potentielles pour détecter au récepteur, par exemple Dopamine, Adrénaline ou des dérivés. En plus, des polluants et des allergènes peuvent être un but d’un récepteur modulé et peuvent être quantifié par un signal lumineux.

Au total, l’objectif de l’équipe est d’avoir une fourchette de substances quantifiées avec une grande sensibilité et spécialité du capteur biologique. Un système biologique de cette façon pourra être constitué dans le contrôle de la qualité pendant la production des agroalimentaires. Des substances indésirables ou dangereuses pourra être percevoir avant qu’ils arrivent à la chaîne de production.

Il progetto (Italiano)

Il recettore VirA dell’Agrobacterium tumefaciens

Lo scopo dell’iGEM-Team Bielefeld è di ingegnerizzare un recettore del batterio A. tumefaciens in modo da renderlo sensibile alla capsaicina. La capsaicina è responsabile della piccantezza dei frutti del genere Capsicum, come il peperoncino, e quindi di conseguenza anche di molti cibi a base di questi frutti. L’idea che sta dietro al nostro progetto è di rendere la piccantezza visibile tramite un sistema ingegnerizzato in Escherichia coli in grado di indurre segnali luminosi di diverse intensità a seconda della piccantezza del campione saggiato.

Il recettore VirA dell’A. tumefaciens riconosce l’acetosiringone, un metabolita secondario delle piante che attrae questo batterio. Una volta legato al recettore, l’acetosiringone induce un segnale di trasduzione intracellulare con una conseguente chemiotassi del batterio verso la pianta. Attraverso ingegneria genetica vogliamo cambiare il sito di legame del recettore in modo da renderlo capace di riconoscere la capsaicina. Il nuovo sistema sarà poi trasferito in E. coli e porterà ad un segnale luminoso. Oltre alla capsaicina è possibile pensare di usare lo stesso sistema per individuare altri composti di interesse, come dopamina, adrenalina e altri derivati. Tossine ambientali e allergeni sono altri possibili obiettivi da poter quantificare con sistemi simili attraverso segnali luminosi. Il nostro grande traguardo è quello di poter sfruttare questo sistema per determinare un ampia gamma di composti in modo tale da poterli quantificare con alta sensibilità e specificità. Un così veloce e sensibile sistema di identificazione potrebbe facilmente trovare applicazione nel campo del controllo qualità dell’industria alimentare e rendere più sicura la catena di produzione.

Проект

Рецептор VirA из agrobacterium tumefaciens

Целью группы iGEM Билефельд является модулирование рецепторов из аgrobacterium tumefaciens для измерения концентрации капсаицина. Капсаицин отвечает за остроту в чили и перце и следовательно в многочисленной еде. Идея состоит в покозании остроты в виде светофора. Введенной в escherichia coli, эта система будет стимулировать свет различной интенсивности - в зависимости от остроты образца. Первоначально рецептор из аgrobacterium tumefaciens обнаруживает ацетосирингон, второйстепенный метаболит растений, который привлекает бактерий. Соединяясь с рецептором, ацетосирингон вызывает внутриклеточные сигналы что в конечном итоге приводит к хемотаксисе бактерий.Изменяя соеденительные области рецептора употребляя направленную эволюцию, мы хотим таким образом обнаруживать и другие соединения. Эта система будут введена в escherichia coli что приведет к имитированию световых сигналов.

Кроме капсаицина сущестуют и другие потенциально обнаруживаемые соединения, как допамин, адреналин или подобные вещества. Экологические токсины и аллергены также возможные цели для изменённых рецепторов, коцентрация которых может быть показана световой реакцией. В конце концов наша самая большая цель состоит в создании боилогических показателей для широкого круга соединений, которые могут быть обнаружены количественно, с высокой чувствительностью и специфичностью. Эта быстрая и чувствительная биологическая система может, например применяться при контроле качества производства продуктов питания. Производственные цепи могли бы быть защишены от опасных соединений.

项目

农杆菌的VirA受体 Bielefeld iGEM队的目标是尝试调控农杆菌辣椒素受体。辣椒素带来了食 物中辣椒和胡椒的辣味。我们希望使食物的辣度可以被可视化表现——就像交 通灯一样。在大肠杆菌体系中，这一被调控的系统将􏰂据辣度的不同引发不同 程度的光学效果。原先农杆菌体内的这一受体感受的是乙酰丁香酮，一种吸引 该菌的植物所分泌的次级代谢产物。乙酰丁香酮与受体结合后引起胞内信号转 导，最终导致农杆菌向着这种植物进行趋性运动。我们通过定向进化的方法改 变这种受体蛋白的结合区域，使其可以感受其他化合物。由此得到的系统将会 被导入大肠杆菌中使其下游产􏰀光信号。 除了辣椒素以外还有很多潜在的有价值化合物可以被探测，例如多巴胺、 肾上腺素或是类似的衍􏰀物。环境毒素和过敏原也可以成为可控受体的检测目 标，并且被光信号定量表征。 总的来说，制作一种可以定量检测多种化合物的，具有高度灵敏性和专一 性的􏰀物感受器是我们的终极目标。这种快速并灵敏的􏰀物系统将可以，例 如，被用在营养物􏰀产的的质量检测上，以防止有害化合物破坏􏰀产链。