Automatisierung des stimulierten Geneditings durch Elektroporation am Beispiel von Pseudomonas putida

 

Beim stimulierten Genediting wird durch Elektroporation von Mikroorganismen eine Veränderung ihres Erbgutes Hervorgerufen. Durch Selektion von veränderten Organismen, mit vorteilhaften Eigenschaften können so gezielt Mutationen erzeugt werden. Der aktuelle Prozess der Genomeditierung ist bestimmt durch eine Vielzahl manueller Schritte, die in Folge der langen Zeiträume zur Mutation ausreichend vieler Targets (Mikroben) sowie aufgrund der starken Prozessschwankungen nur eine geringe Anzahl an gezielt mutierten Mikroben bereitstellt. In einem neuen Ansatz wird in diesem Projekt aufbauend auf dem Multiplex Automated Genome Engineering (MAGE) Prozess ein System zur automatisierten Genomeditierung entwickelt und im Rahmen einer Studie prototypisch getestet.

Die Automatisierung erlaubt langfristig die Durchführung von Prozessen rund um die Uhr, wodurch mehr Targets mutiert werden können und eine höhere genomische Diversität erreicht wird. Zudem können Prozessschwankungen reduziert und stabile Genomeditierungen realisiert werden. Die Automatisierung bietet die Möglichkeit im Prozess kontinuierlich Daten zu sammeln, den Prozess zu verbessern sowie Prozessparameter für andere Arten von Mikroben auf Basis von Modellen anzupassen. Im Rahmen dieses Projektes wird zum einen eine Prozessbeobachtung realisiert, die anhand des aktuellen Wachstumszustandes von Pseudomonas putida den Durchzuführenden Prozess überwacht. Zum anderen werden die notwendigen biologischen Geräte in einen automatisierten Prozess integriert. Ein Übergeordnetes Steuer- und Regelsystem führt die vorhandenen Informationen zusammen und sorgt für eine korrekte Durchführung des stimulierten Geneditings.