William-and-Mary #

SOILution: Taking Synthetic Biology from the Lab to the Soil #

Healthy soil is essential for all life on Earth. It is necessary for growing the food we eat, protecting our homes against flooding, and sequestering greenhouse gasses threatening our planet. However, globally, soil is rapidly degrading. While Synthetic Biology has shown great potential in laboratory settings to address global environmental problems, deploying constructs effectively into messy, heterogeneous soil environments, where they must survive and express circuit genes, remains a significant challenge. The overarching goal of our project is to address several impediments facing fieldable soil synthetic biology, including appropriate chassis selection, the presence of natural adversaries such as bacteriophage, and the largely dormant metabolic states of soil microbes. We established Mycobacterium smegmatis as a soil synthetic biology chassis, characterized circuit-containing bacteria and phage in soil microcosms, employed multimodal measurement techniques, developed a novel mathematical model, and provided a comprehensive educational guidebook for future teams eager to pursue soil synthetic biology.

地球上のすべての生命にとって健康な土壌は不可欠です。我々が食べる食物を育てるため、我々の家を洪水から守るため、そして私たちの惑星を脅かす温室効果ガスを吸収するために必要です。しかし、全世界的に土壌は急速に劣化しています。合成生物学は実験室環境で世界的な環境問題に対処する大きな可能性を示していますが、混雑して異質な土壌環境に有効に投入し、その中で生存し、回路遺伝子を発現させることは、まだ大きな課題です。私たちのプロジェクトの最終的な目標は、適切なシャーシの選択、細菌食性ウイルスなどの自然の敵の存在、および土壌微生物の主に休眠状態の代謝状態など、野外に適用可能な土壌合成生物学が直面するいくつかの障害を解決することです。私たちはMycobacterium smegmatisを土壌合成生物学のシャーシとして確立し、回路を含む細菌とファージを土壌微生物圏で特性評価し、複合モードの測定技術を用い、新たな数学モデルを開発し、土壌合成生物学を追求したい未来のチームのための包括的な教育用指導書を提供しました。

reference:

• iGEM William-and-Mary Team Information
• iGEM William-and-Mary Wiki