Laborrobotik für synthetische Biologie und Stammtests (RoboSyn)

• Fachliche Zuordnung: Verfahrenstechnik, Technische Chemie ; Mikrobiologie, Virologie und Immunologie
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445760252

Die Laborrobotik RoboSyn soll für synthetisch-biologische und systembiologische Forschungen am Standort Universität Stuttgart, insbesondere am Institut für Bioverfahrenstechnik (IBVT), eingesetzt werden. Die Apparatetechnik soll die zentralen Forschungsaktivitäten, namentlich (A) die Stamm- und Prozessentwicklung, (B) die zellfreie Proteinsynthese und (C) die Untersuchung von RNA-RNA Interaktionen unterstützen. Dadurch soll die aktuelle Lücke fehlender Laborautomatisierung und fehlender Möglichkeiten zur Stammevaluierung im mikroL und milliL –Maßstab geschlossen werden. RoboSyn ist so konzipiert, dass sowohl in vitro als auch in vivo Tests erfolgreich durchgeführt werden können. RoboSyn baut inhaltlich auf der Expertise der Antragsteller und dem KnowHow am Standort Stuttgart auf und ergänzt die existierende Infrastruktur durch die bislang fehlenden Möglichkeiten der Laborautomation. Inhaltlich soll RoboSyn in (A) für die massiv-parallele Testung neuer Stammkonstrukte und damit zur Prozessentwicklung für eine Vielzahl von Projekten eingesetzt werden. Darüber hinaus, sollen moderne Ansätze zur Erstellung codierender DNA aus kleinen DNA Fragmenten und deren Integration in mikrobielle Wirte automatisiert umgesetzt werden. Dies schließt ebenfalls den Test unterschiedlicher Expressionsniveaus in Zelllysaten mit ein. Diese Fraggestellung knüpft an den Themenbereich (B), der zellfreien Proteinsynthese an. Aufbauend auf den umfangreichen Vorarbeiten sollen neue biologische Ressourcen etabliert, deren Funktionsweisen im Detail analysiert und z.B. für pharmazeutisch-medizinische Anwendungen untersucht werden. In (C) soll die Laborrobotik für systembiologische Fragestellungen eingesetzt werden. Im Mittelpunkt steht die Aufklärung der durch RNA-RNA Interaktion vermittelten Regulationsnetzwerke in pro- und eukaryontischen Systemen. Hier bietet gerade die vorgestellte Apparatetechnik die Möglichkeit, gezielt Perturbationen auszulösen und deren vielfältige Folgen auf das Regulationsnetzwerk aufzudecken.Gemäß der Leitlinien des IBVT ist allen Ansätzen aus (A)-(C) gemein, dass experimentelle Befunde in mathematische Modelle gespiegelt werden oder bereits existierende mathematischen Modelle die Versuchsplanung motivieren. Dadurch ist sichergestellt, dass die Studien komplette design-build-test-learn Zyklen durchlaufen. Nach Meinung der Antragsteller ist das ein wichtiges Kriterium für eine wissensbasierte Forschung und damit ein Kernelement der zielgerichteten Stamm- und Prozessentwicklung.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Laborrobotik für synthetische Biologie und Stammtests (RoboSyn)
• Gerätegruppe: 1060 Dilutoren, Pipettiergeräte, Probennehmer
• Antragstellende Institution: Universität Stuttgart
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Ralf Takors