iGEM Team Aachen 2022 MEtaPhos

In unserer Gesellschaft besteht ein riesiger Bedarf an Phosphor, einem essenziellen Nährstoff, der in Phosphatverbindungen für die physiologische Funktion und das Wachstum aller Lebewesen notwendig ist. Phosphat hat daher auch eine elementare Bedeutung in der Düngemittelproduktion. Es ist jedoch auch eine endliche Ressource, die im Bergbau zu Lasten von Land, Tier und Mensch zum Teil außerhalb jeglicher Regularien abgebaut wird. Daher gewinnt das Recycling von Phosphat eine immer größere Bedeutung.

An dieser Stelle setzen wir mit unserem Projekt „MEtaPhos“, kurz für Modified Enzymes targeting Phosphate-recycling, an. Wir versuchen mit unserem Verfahren eine Methode zu entwickeln, um an einer Kreislaufwirtschaft von Phosphat mitzuwirken. Mithilfe von Phosphat-bindenden Proteinen wollen wir selektiv Phosphat aus Abwasser binden. Diese kommen natürlicherweise in vielen verschiedenen Bakterien vor und dienen der Phosphatversorgung der Mikroorganismen, weshalb sie als Bindungspartner sehr effektiv und spezifisch agieren. Um die Freisetzung des Phosphates von den Proteinen zu erreichen, entwickeln wir unter Zuhilfenahme von Methoden der synthetischen Biologie einen molekularen Schalter, der uns ermöglicht die Bindung präzise steuern zu können. In einem von uns konstruierten Bioreaktor wollen wir diese Eigenschaften ausnutzen und einen energieeffizienten und umweltschonenden Prozess zur Phosphatrückgewinnung entwickeln.


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In our society, there is a huge demand for phosphorus, an essential nutrient that - in phosphate bonds - is necessary for the physiological function and growth of all living organisms. Therefore, phosphate is also of elementary importance in fertiliser production. However, it is also a finite resource that is mined to the detriment of land, animals and humans, in some cases outside of any regulations. For this reason, the recycling of phosphate is becoming more and more important.

This is where we come in with our project "MEtaPhos", short for Modified Enzymes targeting Phosphate-recycling, and try to contribute to a recycling system for phosphate with our method. With the help of phosphate-binding proteins, we want to selectively bind phosphate from wastewater. These occur naturally in many different bacteria and serve to supply the microorganisms with phosphate, which is why they act very effectively and specifically as binding partners. In order to achieve the release of phosphate from the proteins, we are developing a molecular switch with the help of synthetic biology methods, which allows us to precisely control the binding. In a bioreactor we are designing, we want to exploit these properties and develop an energy-efficient and environmentally friendly process for phosphate recovery.


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