Studenten ontwikkelen goedkope biosensor voor controle van drinkwater in ontwikkelingslanden

Diarree is de op een na grootste doodsoorzaak voor kinderen onder vijf jaar. Jaarlijks sterven er wereldwijd 1,5 miljoen kinderen aan. Dat onthutsende getal (WHO,2009) was aanleiding voor een groep studenten van de Arizona State University om een goedkope biosensor te ontwikkelen waarmee vervuild drinkwater kan worden gedetecteerd.

Een interdisciplinair team van negen studenten van de Arizona State University neemt deel aan de 2012 International Genetically Engineered Machine (iGEM) competitie – een wereldwijd evenement waarin studenten worden uitgedaagd om eenvoudige biologische systemen te maken van standaard, verwisselbare onderdelen.

Het ASU-team startte in de zomer met de voorbereidingen voor deze competitie. Doel is om een gebruiksvriendelijke biosensor op DNA-basis te maken die de belangrijkste pathogenen kan herkenen. De goedkope component zou vooral in het veld – en niet in het laboratorium – moeten worden gebruikt.

Twee typen biosensoren

 "We ontwikkelen een biosensor die pathogene bacteriën die diarree veroorzaken, kan detecteren Het gaat bijvoorbeeld om shigella, salmonella and E. coli," zegt student en teamleider Ryan Muller. "Je moet onze sensor kunnen gebruiken om verschillende waterbronnen in derdewereldlanden te controleren, om vast te stellen of het water drinkbaar is."

Het team werkt aan twee soorten biosensoren. "De eerste richt zich op DNA", legt student moleculaire biowetenschappen en biotechnologie Nisarg Patel uit. "Elk type pathogeen heeft verschillend DNA en daarom willen wij complementaire sequenties maken die een specifiek DNA matchen. We nemen bacteriemonsters uit het water, halen het DNA er uit en kijken of het complementair is met onze DNA-probe. Als dat zo is wordt er door een kleuring aangegeven dat het water is verontreinigd."

In het andere ontwerp worden de membranen van bacteriën getest. Als op dat membraan bepaalde eiwitten zitten kleurt het monster blauw en dat geeft aan dat het water niet drinkbaar is. Het voordeel hiervan is dat de probes goedkoop zijn te produceren en dat de monsters in het veld met hoge gevoeligheid en tegen geringe kosten zijn te inspecteren.

In oktober presenteert het team de sensor op een regionale iGEM competitie op de Stanford University. Als dat succesvol is, kunnen ze door naar de wereldcompetitie in november op het Massachusetts Institute of Technology.