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Optimierung des Studentenlabors durch intelligenteres experimentelles Design
Wir freuen uns, eine neue akademische Erfolgsgeschichte der Microbial Biofuels Group (EMBG) der University of Exeter bekannt zu geben, wo JMP Forschern und Studenten hilft, die Grenzen der synthetischen Biologie und des Bioengineerings zu erweitern.
Videozusammenfassung
- EMBG ist ein Labor für synthetische Biologie, das maßgeschneiderte Bakterien zur Herstellung von Biokraftstoffen und Biokunststoff-Vorläufern entwickelt.
- JMP ist zu einem integralen Bestandteil ihrer Prozessoptimierung geworden, von Proteinextraktionsprotokollen bis hin zur Entwicklung diagnostischer Tests.
- Forscher nutzen die statistische Versuchsplanung (Design of Experiments, DOE), um die Effizienz von Bachelor- und Masterprojekten zu steigern und so die begrenzte Laborzeit und die begrenzten Ressourcen optimal zu nutzen.
- Das Labor nutzt JMP auch bei hochkarätigen Wettbewerben wie iGEM, bei denen Studenten JMP auf reale biologische Herausforderungen anwenden.
Die wichtigsten Erkenntnisse
- Schnelle Optimierung: Im Rahmen eines halbtägigen DOE-Experiments wurde ein 15 Jahre altes Ultraschallprotokoll neu gestaltet und die Proteinausbeute verdreifacht.
- Effizientes Schulungstool: JMP, insbesondere Easy DOE, wird verwendet, um Studenten mit eingeschränktem Laborzugang experimentelles Design beizubringen.
- Bessere Nutzung der Ressourcen: DOE hilft Studenten und Forschern, ineffiziente Experimente mit jeweils nur einem Faktor zu vermeiden und so die Datenmenge pro Durchlauf zu maximieren.
- Angewandte studentische Forschung: iGEM-Studenten verwendeten JMP, um ein Veterinärdiagnostikum für Rindertuberkulose zu entwickeln und erreichten in drei Iterationen eine 60-fache Steigerung der Sensibilität.
Kapitalrendite
- Hoher Ertrag durch weniger Experimente: Erhebliche Laborgewinne werden in kürzester Zeit und mit begrenzten Ressourcen erzielt.
- Kostengünstige Ausbildung: JMP ermöglicht es unterfinanzierten akademischen Laboren, bessere experimentelle Ergebnisse zu erzielen.
- Reproduzierbare Wissenschaft: In JMP entworfene und analysierte Experimente unterstützen zuverlässige, veröffentlichbare Forschungsergebnisse.
Produktzitate:
Mark Hewlett, Forscher, Universität Exeter:
- „Ich gebe mir große Mühe, meine Studenten und Doktoranden dazu zu bringen, JMP zu verwenden, um die Menge der experimentellen Daten, die sie erhalten können, zu maximieren, und ich denke, dass Easy DOE wahrscheinlich die nützlichste Möglichkeit ist, einen wirklich unkomplizierten Einstieg in JMP zu ermöglichen.“
- Das am häufigsten verwendete Tool ist die statistische Versuchsplanung (DOE), um von der Einzelfaktor- oder vollfaktoriellen Versuchsplanung wegzukommen. Ich halte das für besonders wichtig, insbesondere für Bachelorstudenten, da ihnen nur wenig Zeit im Labor und nur begrenzte finanzielle Mittel für ihre Forschung zur Verfügung stehen. Daher möchte man möglichst viele hochwertige Daten mit möglichst wenigen Versuchsdurchläufen gewinnen. Und genau hier kommt JMP voll zur Geltung.
- Wir verwenden einen Ultraschallgerät, um Bakterienzellen zu lysieren und das darin enthaltene Protein zu gewinnen. Wir haben unser Ultraschallgerät in den letzten 15 Jahren zweimal gewechselt. Und jedes Mal haben wir dasselbe Protokoll beibehalten. Also habe ich es einem Screening-Design unterzogen. Und tatsächlich konnte ich innerhalb von nur 12 Experimenten eine Verdreifachung des nutzbaren Proteins erreichen. Es war also nur ein halber Tag Arbeit, es war wirklich einfach, aber es machte einen enormen Unterschied hinsichtlich des Zeitaufwands für die Lyse und der Ausbeute, die ich erzielte.“
