Studierende entwickeln Bakterium für Pflanzenschutz

In ihrem Projekt «RhyzUp» konnten die Studierenden ein Bakterium genetisch so verändern, dass es verstärkt einen Biofilm produziert, der sich schützend rund um die Wurzeln der Pflanzen legt. So können die Wurzeln Wasser besser aufnehmen und sind gegen schädliche Einflüsse aus dem Boden besser geschützt.

Um die gewünschte Wirkung zu erreichen, setzten die Studierenden zwei Hebel an: Einerseits veränderten sie ein Enzym, das die Produktion von Biofilm-Komponenten erhöht. Gleichzeitig unterdrückten sie ein anderes Enzym, das deren Produktion hemmt. «Beide Zugänge haben funktioniert», erklärt die Biomedizin-Studentin Seraina Müller, die gemeinsam mit Vanessa Dörr das zehnköpfige Team leitete. Das von den Studierenden modifizierte Bakterium produzierte messbar mehr Biofilm als unveränderte Bakterien.

Für ihren Beitrag zum iGEM-Wettbewerb für synthetische Biologie hatten die Studierenden lediglich zehn Monate Zeit. Sie waren für alle Aspekte des Projekts verantwortlich und trafen alle Entscheidungen selbstständig: Das Team definierte die Aufgabe, organisierte Laborplätze, warb die Finanzierung ein und präsentierte das Projekt in Videos und auf einer Website. «Die Möglichkeit, schon früh im Studium in einem Projektteam mit so grossen Freiheiten mitzuarbeiten, war für mich ein wichtiger Faktor, mitzumachen», sagt Maurin Widmer, der im dritten Jahr im Bachelor Biologie studiert.

Die zehn Studierenden arbeiteten von Januar bis Oktober 2024 in drei Gruppen an «RhyzUp». Seraina Müller war mit fünf anderen im sogenannten Wet-Lab dafür zuständig, die Bakterien genetisch zu verändern. Maurin Widmer berechnete mit einer Kollegin im Dry-Lab am Computer anhand von Modellen, welche Gen-Veränderungen vielversprechend sind und wie sich die synthetisierten Bakterien verhalten würden.

Zudem untersuchten zwei Mitglieder des Teams, wie ein solches Bakterium tatsächlich in die landwirtschaftliche Produktion eingebracht werden könnte, und sprachen dafür mit Landwirt:innen, Meterolog:innen und Expert:innen aus dem Bereich des Pflanzenschutzes. «Das war ein wichtiger Aspekt», sagt Maurin Widmer. «Wenn man ein lösungsortientiertes Projekt macht, dann ist es wichtig, die Bedürfnisse der Menschen zu kennen, die es anwenden werden.» Der Preis, den das Team mit ihrem Projekt gewann, würdigt insbesondere auch diesen Aspekt.

«Der grosse Aufwand für das Projekt hat sich gelohnt, auch wenn wir ihn insbesondere in der Vorbereitungsphase während des Semesters unterschätzt hatten», sagen Seraina Müller und Maurin Widmer übereinstimmend. Sie möchten die Erfahrung auf keinen Fall missen. «In keinem anderen uns bekannten Projekt an der Universität kann man in so kurzer Zeit so viel lernen», zieht Maurin Widmer Bilanz.

Schon nur, um das Thema festzulegen, hätten sie sich tief in die wissenschaftliche Literatur einlesen müssen. «Ich habe nicht nur gelernt, wie man im Labor arbeitet, Experimente vorbereitet und durchführt, sondern auch, wie man wissenschaftliche Literatur richtig liest und eigene Texte schreibt», fasst Seraina Müller ihre Erkenntnisse zusammen.

Als Co-Leiterin der Gruppe konnte sie auch Erfahrung darin sammeln, wie man ein Team leitet und untereinander kommuniziert. «Zu Beginn war eine der grössten Herausforderungen für mich, mit so vielen unterschiedlichen Menschen zusammenzuarbeiten, die anders denken als ich», sagt sie. Am Ende sei aber gerade das eine grosse Bereicherung gewesen: «Je mehr Köpfe man im Team hat, desto mehr Aspekte kann man abdecken.»

Maurin Widmer hat das Projekt gezeigt, dass ihn die theoretische Biologie als Studienfach fasziniert und er kann sich nun ein Master-Studium in diesem Bereich vorstellen. Die Arbeit an «RhyzUp» und im Team hat ihm zudem viel Selbstvertrauen gegeben: «Wir haben alle gesehen, dass wir ein solches Projekt erfolgreich umsetzen können.» Der Rat von Maurin Widmer und Seraina Müller für das Team, das dieses Jahr am Wettbewerb teilnehmen wird, lautet denn auch: «Seid ambitioniert und habt den Mut, aus eurer Komfortzone herauszutreten.»