Soutěž iGEM

Soutěž iGEM vznikla v roce 2004 na Massachusetts Institute of Technology (MIT) a od té doby se rozrostla na celosvětovou akci s účastí více než 400 týmů z více než 60 zemí.

iGEM není o teoretických znalostech – klíčem k úspěchu je skutečný projekt, který pomáhá řešit reálné problémy prostřednictvím syntetické biologie, oboru umožňujícího „programovat“ geny.

Nejlepší týmy získávají možnost prezentovat své projekty na prestižním finále iGEM Grand Jamboree, které každoročně přiláká kolem 5.000 účastníků z akademického prostředí, biotechnologického průmyslu a investorské sféry.

Soutěž zároveň podporuje přechod inovativních nápadů do praxe – start-upy vzniklé z iGEM projektů již dohromady získaly více než 3 miliardy USD investic.

Projekt týmu iGEM Brno

„Mnozí farmáři v Česku i na Slovensku dnes zápasí s udržením ziskovosti svých farem kvůli rostoucím cenám krmiva, zejména jeho nejdražší složky – bílkovin. Nejlepším, ale zároveň nákladným zdrojem proteinu je sója,“ vysvětluje Miroslav Rosputinský, jeden ze zakládajících členů týmu.

„Brazílie je dnes největším producentem sóji na světě, s podílem více než 40 %. Ačkoliv pěstování a export sóji podporuje místní ekonomiku, zároveň způsobil zničení milionů hektarů přírodních ekosystémů. Současná situace je neudržitelná. Farmáři v Evropě i v Brazílii potřebují lepší alternativu,“ dodává.

Tým iGEM Brno našel slibné řešení – okřehek (duckweed). Tato nejmenší a nejrychleji rostoucí vodní rostlina na světě obsahuje stejné množství bílkovin jako sója, ale dokáže vyprodukovat až třikrát více biomasy na stejné ploše a ve stejném čase.
 
Pěstování okřehku by však vyžadovalo zásadní změny v infrastruktuře farem, což pro zemědělce představuje riziko. Aby tedy měli důvod tuto rostlinu přijmout, je nutné dále zvýšit její produktivitu – udělat z ní plodinu.
 

„Je to proces, který lidstvo důvěrně zná – všechny plodiny, které dnes běžně konzumujeme, prošly tisíci let šlechtění,“ vysvětluje Miroslav.
 
Svět však na novou plodinu nemůže čekat další tisíce let. Naštěstí díky syntetické biologii můžeme tento proces výrazně urychlit.

„Původním cílem bylo tedy geneticky upravit okřehek tak, aby produkoval více biomasy. Po konzultacích s vědci z celého světa jsme však zjistili, že samotný proces genetické modifikace duckweedu je mimořádně pomalý – trvá přibližně pět měsíců. To výrazně zpomaluje pokrok vědců a společností, které se snaží potenciál této rostliny využít. Proto jsme se rozhodli postavit k problému jinak – vytvořit nástroje, které umožní rychlejší a jednodušší práci s okřehkem. Tím pomůžeme nejen sobě, ale i celé vědecké komunitě,“ vysvětluje Matúš Grieš, jeden ze zakládajících členů týmu.

Výsledkem práce týmu iGEM Brno je nový transformační protokol, který zkracuje proces genetické modifikace okřehku z pěti měsíců na jeden měsíc.

Kromě toho tým vyvinul autonomní vertikální modulární kultivační systém ovládaný prostřednictvím mobilní aplikace, který výzkumníkům šetří hodiny monotónní práce.

Studenti také izolovali a charakterizovali zcela nové genové regulační oblasti přímo z okřehku. Díky tomu budou budoucí genetické úpravy kompatibilní s připravovanou evropskou legislativou o nových genomických technikách (NGT). Takto upravené rostliny nebudou obsahovat cizí geny ani regulační sekvence a bude možné je pěstovat jako geneticky neupravené plodiny.
 
Pomocí série experimentů tým zároveň získal údaje o nejefektivnějších způsobech pěstování a sběru okřehku. Tyto poznatky využil k vytvoření výpočetního modelu, který dokáže navrhnout optimální podmínky a nastavení pro jakýkoliv typ kultivačního experimentu.
 
Tým iGEM Brno tak vytvořil „Duckweed Toolbox“ – soubor nástrojů a protokolů, který umožní vědcům, budoucím iGEM týmům i biotechnologickým společnostem efektivněji pracovat s okřehkem a dále rozvíjet jeho potenciál.

Tým nejprve hodnotila pětičlenná porota, která si ještě před samotným finále podrobně prostudovala projekt na základě prezentačního videa a wiki stránky. Na základě tohoto hodnocení se tým iGEM Brno dostal mezi dva nejlepší projekty v kategorii Overgraduate a v pátek měl možnost prezentovat svůj projekt na hlavním pódiu.

„Během posledního finálového dne si více než dvěstěčlenná porota prohlédla naše prezentační video a následně jsme během deseti minut odpovídali na jejich otázky. Po této části porotci hlasovali o vítězi kategorie a na pódiu zaznělo Brno. Druhé místo obsadili loňští vítězové kategorie Undergraduate – iGEM Heidelberg, “ přibližuje průběh posledního dne Matěj Zámečník, jeden ze zakládajících členů týmu.

Součástí závěrečného programu byla i prezentace projektu na stánku, kde se tým mohl osobně setkat a diskutovat s porotci, členy dalších týmů a zástupci partnerských společností soutěže.

Tým iGEM Brno vznikl v listopadu 2024, kdy tři zakladatelé po svém úspěchu na iGEM Startup Showcase 2024 vybrali dalších 18 nejlepších studentů z MUNI a VUT, aby společně přivedli svou ideu k životu. Tým začal pracovat v laboratořích a dílnách od začátku ledna 2025. Společně strávili na projektu přibližně 21 000 hodin.

Někteří členové týmu budou na projektu pokračovat ve svých diplomových pracích a také se pokusí přenést ho do komerční sféry a ukázat jeho potenciální využití programovatelného duckweedu v různých oblastech biotechnologií.

Jihomoravskénovinky.cz informovala Mgr. Iveta Hovorková, tisková mluvčí, Fakulta strojního inženýrství, VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ.