Strain Discovery
Door de groeiende vraag naar duurzame oplossingen op het gebied van voedselproductie (zoals fermentatie, aangepaste voedingsmiddelen en conservering), menselijke gezondheid (bijvoorbeeld probiotica en nieuwe behandelingen), het milieu (zoals plaagbestrijding en bodemdiversiteit) en de biotechnologische industrie (witte biotechnologie), neemt de interesse in nieuwe microbiële stammen toe. De natuur herbergt een schat aan micro-organismen met genen, enzymen, metabolieten en andere biomoleculen, die talloze mogelijkheden bieden voor natuurlijke en duurzame toepassingen. Geavanceerde apparatuur en analysetools stellen ons in staat deze micro-organismen snel en efficiënt te identificeren en te benutten.
Onze aanpak
Voor de ontdekking van nieuwe microbiële stammen zetten we een platform op dat klassieke kweekmethoden combineert met hightech apparatuur en innovatieve DNA-analyses.
In verrijkings- en fermentatie-experimenten creëren we kweekomstandigheden waarin wenselijke micro-organismen kunnen groeien. Dit proces wordt gevolgd met shotgun metagenomics, waarbij metabole analyses de selectie van verdere kweekmethoden ondersteunen.
Met een colony picker en imaging kunnen we efficiënt de juiste bacteriële kolonies selecteren. Vervolgens maken we gebruik van technieken zoals kolonie-PCR en shotgun metagenomics voor snelle identificatie. Uiteindelijk brengen we de genetische eigenschappen van de isolaten in kaart met whole genome sequencing.
In eerste instantie richten we ons op micro-organismen die ingezet kunnen worden voor voedselproductie en -conservering (zoals melkzuur- en azijnzuurbacteriën), als bio-pesticiden (Bacillus-soorten) of als probiotica (melkzuurbacteriën en Bacillus-soorten). Vrij toegankelijke natuurlijke bronnen, zoals fruit, groenten en bodemmateriaal, dienen als startmateriaal.
Contact
Astrid Heikema
Lector Microbial Genomics
Samenwerking
Voor het opzetten van dit Strain Discovery platform werken we samen met de vakgroepen Food, Health & Innovation, Bioinformatics en DataLab.
Ons doel
We onderzoeken hoe we met nieuwe kweekmethoden nieuwe bacteriesoorten en -stammen kunnen kweken en werken aan een bio-informaticapijplijn om interessante, genetische eigenschappen voor verschillende toepassingen te identificeren.
Wat en hoe?
- Diverse gewassen en ecosystemen dienen als bronmateriaal.
- Verrijkings- en fermentatie-experimenten worden uitgevoerd, waarbij de groei van micro-organismen wordt gevolgd met shotgun metagenomics.
- Kweek- en moleculaire methoden worden geoptimaliseerd voor selectieve kweek, en snelle identificatie van de gegroeide bacteriële kolonies.
- Samen met informaticastudenten onderzoeken we de mogelijkheid om AI-gedreven beeldherkenning in te zetten voor de snelle identificatie van gewenste soorten binnen een achtergrond van gemengde bacteriële kolonies.
- DNA-isolatieprotocollen worden geoptimaliseerd voor geautomatiseerde toepassingen en brede toepasbaarheid bij diverse species.
- Er wordt gewerkt aan een bio-informaticapijplijn om interessante genetische eigenschappen voor verschillende toepassingen te identificeren.
Technieken
- Data-gedreven kweektechnieken
- Shotgun metagenomics
- Whole genome sequencing
- AI-gedreven beeldherkenning
- Data-analyse/genome mining/gene discovery
Projectinformatie
Type project
RAAK-mkb ingediend
Status
Onder review
Onderzoeksgroep(en)
Food, Health & Innovation, Bioinformatics en DataLab
Projectleiding
Astrid Heikema
Onderzoeker(s)
Angelic van der Aar, Floyd Wittink en Roland Westveer
Projectmanagement
Marijke Mostert
Analist(en)
Mara Kröner, Angela Hoogenboom, Bas Bonnet en Deniz Duijker
Student(en)
1-2 student BM 4e jaars, 4 BPEXA studenten 3e jaars BI
Partner(s)
Diverse bedrijven