Difference between revisions of "Team:Peking/Proof"

 
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−
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             }
 
         sup{font-size:11px;}
 
         sup{font-size:11px;}
 
         .references{margin-top:150px;margin-bottom:40px;}
 
         .references{margin-top:150px;margin-bottom:40px;}
 
         .references p{font-size:14px !important; color:#666161 !important;}
 
         .references p{font-size:14px !important; color:#666161 !important;}
−
         .classic-title {font-weight: 300;padding-top:30px;}
+
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     </head>
 +
   
 +
   
 +
   
 
     <body>
 
     <body>
−
        <!--sidebar 引用==============================================================================-->
 
−
        <style>
 
−
            #primary span{
 
−
                display:block;
 
−
                word-break:break-all
 
−
            }
 
−
       
 
−
        #page-wrap {
 
−
            width: 25%;
 
−
            margin: 0px;
 
−
            position: relative;
 
−
        }
 
−
       
 
−
        #sidebar {
 
−
            width: 25%;
 
−
            margin-left: 0px;
 
−
        }
 
−
        @media (min-width:1024px){
 
−
            #sidebar{position:relative;top:120px;max-width:200px;}}
 
−
        @media (max-width: 1023px){
 
−
            #sidebar{display:none;
 
−
            }
 
−
            #page-wrap{display:none;}
 
−
        }
 
−
        </style>
 
−
       
 
−
       
 
−
        <script type="text/javascript">
 
−
            function menuFixed(id){
 
−
                var obj = document.getElementById(id);
 
−
                var _getHeight = obj.offsetTop;
 
−
               
 
−
                window.onscroll = function(){
 
−
                    changePos(id,_getHeight);
 
−
                }
 
−
            }
 
−
        function changePos(id,height){
 
−
            var obj = document.getElementById(id);var windowBottom = $(window).scrollTop() + $(window).innerHeight();
 
−
            if(w>=1024){
 
−
                if($(window).scrollTop() + $(window).height() > $(document).height() - 230){
 
−
                    $('#sidebar').fadeOut("fast");}else{$('#sidebar').fadeIn("fast");}
 
−
            }
 
−
            var scrollTop = document.documentElement.scrollTop || document.body.scrollTop -230;
 
−
            var windowBottom = $(window).scrollTop() + $(window).innerHeight();
 
−
            var w = window.innerWidth;
 
−
           
 
−
            if(scrollTop < height){ obj.style.position = 'relative';
 
−
            }else{
 
−
                obj.style.position = 'fixed';
 
−
            }
 
−
        }
 
−
        </script>
 
−
       
 
−
        <script type="text/javascript">
 
−
            window.onload = function(){
 
−
                menuFixed('sidebar');
 
−
            }
 
−
        </script>
 
−
        <script>
 
−
            function naver(id){
 
−
                var obj=document.getElementById(id);
 
−
                var oPos=obj.offsetTop;
 
−
                return window.scrollTo(0,oPos+250);
 
−
            }
 
−
        </script>
 
−
        <!--sidebar 引用 end ==============================================================================-->
 
−
        <!--panel 引用==================================================================================-->
 
−
        <style type="text/css">
 
−
            .panel-default .panel-heading a{
 
−
                text-decoration: none;
 
−
                display:block;
 
−
                padding:10px;
 
−
            }
 
−
        .panel-heading.panel-title{
 
−
            text-decoration: none;
 
−
            padding-top:0px;
 
−
            padding-bottom:0px;
 
−
            padding-left:0px;
 
−
            padding-right:0px;
 
−
            text-align:center;
 
−
            font-size:19px;
 
−
           
 
−
        }
 
−
        a[aria-expanded="true"] {
 
−
            background-color:rgba(70, 73, 76, 0.95);
 
−
            text-decoration: none;
 
−
            color:white;
 
−
        }
 
−
       
 
−
        .panel-default .panel-heading a[aria-expanded="false"]{
 
−
            -o-transition: background-color 1s linear;
 
−
            -moz-transition: background-color 1s linear;
 
−
            -khtml-transition: background-color 1s linear;
 
−
            -webkit-transition: background-color 1s linear;
 
−
            -ms-transition: background-color 1s linear;
 
−
            transition: background-color 1s linear;
 
−
        }
 
−
        .panel-default .panel-heading a[aria-expanded="false"]:hover{
 
−
            background-color:rgba(70, 73, 76, 0.95);
 
−
            text-decoration: none;
 
−
            color:white;
 
−
        }
 
−
        .panel-default .panel-heading a[aria-expanded="true"]{
 
−
            -o-transition: opacity 1s linear;
 
−
            -moz-transition: opacity 1s linear;
 
−
            -khtml-transition: opacity 1s linear;
 
−
            -webkit-transition: opacity 1s linear;
 
−
            -ms-transition: opacity 1s linear;
 
−
            transition: opacity 0.7s linear;
 
−
        }
 
−
        .panel-default .panel-heading a[aria-expanded="true"]:hover{
 
−
            opacity:0.7;
 
−
        }
 
−
        </style>
 
−
       
 
−
        <script type="text/javascript">
 
−
            $(document).ready(function(){
 
−
                              $("#button1").click(function(){
 
−
                                                  $(".panel-collapse").collapse("show");
 
−
                                                  });
 
−
                              });
 
−
                              $(document).ready(function(){
 
−
                                                $("#button2").click(function(){
 
−
                                                                    $(".panel-collapse").collapse("hide");
 
−
                                                                    });
 
−
                                                });
 
−
                                                $("#notebook").addClass("navbar-active");
 
−
            </script>
 
−
        <!--panel 引用 end ==================-->
 
 
          
 
          
−
        <!-- Navigation -->
+
      <!-- Navigation -->
 
         <div id="navigation" class="navbar navbar-fixed-top">
 
         <div id="navigation" class="navbar navbar-fixed-top">
 
             <div class="navbar-inner ">
 
             <div class="navbar-inner ">
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                             <li class="dropdown menu-2"><a class="dropdown-toggle" data-toggle="dropdown" href="#" > Achievements</a>
 
                             <li class="dropdown menu-2"><a class="dropdown-toggle" data-toggle="dropdown" href="#" > Achievements</a>
 
                                 <ul class="dropdown-menu">
 
                                 <ul class="dropdown-menu">
−
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Demonstrate" >Results</a></li>
+
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Results" >Results</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Basic_Part" >Parts</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Basic_Part" >Parts</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Collaborations" >Collaborations</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Collaborations" >Collaborations</a></li>
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                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Clearance" >Clearance</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Clearance" >Clearance</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Secretion" >Secretion</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Secretion" >Secretion</a></li>
−
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Proof" >Final Performance</a></li>
+
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Demonstrate" >Final Performance</a></li>
 
                                 </ul>
 
                                 </ul>
 
                             </li>
 
                             </li>
 
                             <li class="dropdown menu-4"><a class="dropdown-toggle" data-toggle="dropdown" href="#" >Modeling</a>
 
                             <li class="dropdown menu-4"><a class="dropdown-toggle" data-toggle="dropdown" href="#" >Modeling</a>
 
                                 <ul class="dropdown-menu">
 
                                 <ul class="dropdown-menu">
−
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Model" >Protein polymerization</a></li>
+
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Model/GelPoint" > Model of Gel Point </a></li>
 +
                                    <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Model/MassDistribution" > Model of Mass Distribution</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Software" >Software</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Software" >Software</a></li>
 
                                 </ul>
 
                                 </ul>
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                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/HP/questionnaire" >Questionnaire</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/HP/questionnaire" >Questionnaire</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/HP/consulting" >Consulting</a></li>
 
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/HP/consulting" >Consulting</a></li>
−
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/HP/otherHP" >Other work</a></li>
+
                                     <li><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/HP/otherHP" >Education&nbsp;&amp;&nbsp;Other</a></li>
 
                                 </ul>
 
                                 </ul>
 
                             </li>
 
                             </li>
Line 243: Line 118:
 
         </div>
 
         </div>
 
         <!--/Navigation -->
 
         <!--/Navigation -->
 +
 +
        <style>
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            .home_img{
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            }
 +
        .home_text{
 +
            padding-top: 20px;
 +
            margin: 10px;
 +
            float: left;
 +
            height: 300px;
 +
        }
 +
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 +
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 +
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 +
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−
        <!-- Page Title======================================================================== -->
 
−
        <div id="page-title">
 
−
            <div class="row">
 
−
                <div class="twelve columns centered text-center">
 
−
                    <h1> Integrated experiment</h1>
 
−
                    <p class="title1" style="text-align:center"></p>
 
−
                </div>
 
−
            </div>
 
−
        </div><!-- Page Title End-->
 
 
          
 
          
 
          
 
          
−
         <div id="page-content" class="row page">
+
       
−
            <div id="primary" class="twelve columns">
+
       
−
                <section>
+
       
−
                    <div class="row">
+
       
−
                       
+
         <!--content-outer-->
−
                       
+
        <div class="content-outer">
−
                       
+
           
−
                       
+
            <!-- Page Title======================================================================== -->
−
                        <div class="three columns">
+
            <div id="page-title">
−
                            <div id="page-wrap">
+
                <div class="row">
−
                                <div id="sidebar" style="color:#000000">
+
                    <div class="twelve columns centered text-center">
−
                                    <h4><a href="javascript:void(0);" onclick="naver('Background')">Background&nbsp;&amp;&nbsp;Design</a></h4>
+
                        <h1>Proof of Concept</h1>
−
                                    <h4><a href="javascript:void(0);" onclick="naver('Methods')">Methods</a></h4>
+
                        <p class="title1" style="text-align:center"></p>
−
                                    <h4><a href="javascript:void(0);" onclick="naver('Results')">Results<a></h4>
+
                    </div>
−
                                    <h4><a href="javascript:void(0);" onclick="naver('Conclusion')">Discussion</a></h4>
+
                </div>
−
                                    <h4><a href="javascript:void(0);" onclick="naver('App')">Potential&nbsp;Applications<a></h4>
+
            </div><!-- Page Title End-->
−
                                    <ul>
+
           
−
                                        <li><a href="javascript:void(0);" onclick="naver('Cadmium')">Cadmium&nbsp;&amp;&nbsp;Lead&nbsp;Reaper</a></li>
+
            <div id="page-content">
−
                                        <li><a href="javascript:void(0);" onclick="naver('Visual')">Visualization</a></li>
+
                <div class="row add-bottom">
−
                                    </ul>
+
                   
 +
                    <section id="description" class="content">
 +
                        <div class="row">
 +
                           
 +
                           
 +
                           
 +
                           
 +
                            <div class="twelve columns" style="width:100%">
 +
                           
 +
                            <div class="one columns">
 
                                 </div>
 
                                 </div>
 +
                           
 +
                            <div class="five columns" style="text-align:center;">
 +
                                <p style="text-align:center;"><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Crosslinking"><img style="width:  %;" src="https://static.igem.org/mediawiki/2016/b/b3/T--Peking--image_H1.png" alt="" /></p></a>
 +
                                <p style="font-family:raleway-bold, sans-serif !important;font-size:24px !important; text-align:center; margin-top:20px;">Crosslinking</p>
 +
                                <p style="font-family:raleway, sans-serif !important; font-weight:100;font-size:18px !important; text-align:justify;">By taking advantage of the covalent crosslinking of SpyTag and SpyCatcher, a polymer network was designed to possess special properties, such as strong mechanical strength, large contact area and stable structure.</p>
 +
                               
 
                             </div>
 
                             </div>
−
                        </div>
 
−
                       
 
−
                       
 
−
                       
 
−
                       
 
−
                        <div class="nine columns">
 
 
                              
 
                              
−
                            <a id="Background"></a>
 
−
                            <div class="texttitle">Background&nbsp;&amp;&nbsp;Design</div>
 
−
                            <p>Since we have successfully demonstrated that the bio-functional hydrogel could assemble itself quickly, capture uranyl efficiently and be enriched conveniently, we proposed to combine the features of these experiments in a single trial. We thus incubated triple SpyTag-SUP together with triple SpyTag-mSA and triple SpyCatcher, and contacted the product of crosslinking with simulated pollution. After adsorption, we used a magnet and biotin-coated beads to retrieve the hydrogel, together with its contents of adsorbed uranyl (Fig. 1).</p>
 
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                            <figure>
 
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                                <p style="text-align:center;"><img style="width:85% ;" src="https://static.igem.org/mediawiki/2016/8/8b/T--Peking--images_FP_fig1.png" alt=""/></p>
 
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                                <figcaption style="text-align:center;">
 
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                                    Fig. 1.  Conceptual graph of the integrated experiment.
 
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                                </figcaption>
 
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                            </figure>
 
 
                              
 
                              
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                             <a id="Methods"></a>
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                            <div class="texttitle">Methods</div>
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                             <div class="five columns" style="text-align:center;">
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                            <p>We prepared 10μM uranyl nitrate solutions in TBS buffer, as well as in fresh water (sampled from Weiming Lake in Peking University) and seawater (sampled from Qinhuang Island) to simulate real-life pollution.</p>
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                                <p style="text-align:center;"><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Uranyl-adsorption"><img style="width:  %;" src="https://static.igem.org/mediawiki/2016/b/b1/T--Peking--image_pr2.png" /></p></a>
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                            <p>After mixing of 5mg/mL solutions of triple SpyTag-SUP, triple SpyTag-mSA and triple SpyCatcher, each, in a volume ratio of 1:1:2, and subsequent incubation for 1h, we were able to obtain the dual-function crosslinked hydrogel encompassing both uranium adsorption and hydrogel clearance functions.</p>
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                                <p style="font-family:raleway-bold, sans-serif !important;font-size:24px !important; text-align:center; margin-top:20px;">Uranyl Adsorption</p>
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                            <p>The protein hydrogel was added into the polluted solution and the mixture shaken on a swing bed for 1min, after which the solution was contacted with a suspension of biotin-coated beads (10mg/ml) at a volume ratio of 5:1 (reaction system: beads), and shaken for 1h to ensure good contact between the protein and the beads. Finally, the beads were immobilized using a magnetic shelf, and the uranyl ion concentration in the supernatant was measured using the Arsenazo III assay.
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                                <p style="font-family:raleway, sans-serif !important; font-weight:100;font-size:18px !important; text-align:justify;">Super Uranyl-binding Protein (SUP) is stable and highly selective for uranyl which may cause negative impact on the environment. Triple SpyTag-SUP (3A-SUP) was constructed to adsorb uranyl, and the cross-linked product of 3A-SUP and 3B showed an even better adsorption capacity.</p>
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                            <h3 class="classic-title">Learn more:</h3>
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                            <div class="panel panel-default">
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                                <div class="panel-heading panel-title">
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                                    <a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Notebook/Protocol:integrating_experiments" aria-expanded="false">Integrating Experiment</a>
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                                 </div>
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                             </div>
 
                             </div>
 
                              
 
                              
 
                              
 
                              
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                             <a id="Results"></a>
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                             </div>
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                            <div class="texttitle">Results</div>
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                            <p>The statistical analysis of experimental results is shown in Fig.18. Under the circumstances mentioned above, the Uranium Reaper achieved a relatively good adsorption efficiency (51.4% in TBS buffer, 55.8% in seawater and 60.1% in fresh water). </p>
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                                <img class="featurette-image" src="" style="width:100%;" alt=""/>
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                                <p style="text-align:center;"><img style="width:52%;" src="https://static.igem.org/mediawiki/2016/b/b4/T--Peking--images_FP_fig2.png" alt=""/></p>
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                                <figcaption style="text-align:left;">
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                                    Fig. 2.  The remaining proportion of 10μM uranyl in TBS buffer, fresh and seawater after treatment with our hydrogel. ****p &lt; 0.0001. n=3. Error bars indicate standard deviations.
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                            <div class="five columns" style="text-align:center;">
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                                <p style="text-align:center;"><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Clearance"><img style="width:  %;" src="https://static.igem.org/mediawiki/2016/9/95/T--Peking--image_H3.png" alt=""/></p></a>
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                                <p style="font-family:raleway-bold, sans-serif !important;font-size:24px !important; text-align:center; margin-top:20px;">Clearance</p>
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                                <p style="font-family:raleway, sans-serif !important; font-weight:100;font-size:18px !important; text-align:justify;">The monomeric streptavidin constructed in the polymer network could realize the clearance of Spy Crosslinking Network in the environment by interacting with biotinylated magnetic beads.</p>
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                             <a id="Conclusion"></a>
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                             <div class="five columns" style="text-align:center;">
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                            <div class="texttitle">Discussion</div>
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                                <p style="text-align:center;"><a href="https://2016.igem.org/Team:Peking/Secretion"><img style="width:  %;" src="https://static.igem.org/mediawiki/2016/1/1f/T--Peking--image_H2.png" alt=""/></p></a>
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                            <p>In this integrated experiment, the Uranium Reaper showed an adsorption rate of 60%, which corresponds well to the product of the uranyl adsorption rate and hydrogel recovery rate (90% × 70% = 63%). This result has reached the expectations but is still far removed from the efficiencies that would be needed for an industrial process. Consequently, both the uranyl adsorption and hydrogel recovery rate have to be increased to improve the overall efficiency of the Uranium Reaper, which, of course, requires further research and development.</p>
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                                <p style="font-family:raleway-bold, sans-serif !important;font-size:24px !important; text-align:center; margin-top:20px;">Secretion</p>
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                                <p style="font-family:raleway, sans-serif !important; font-weight:100;font-size:18px !important; text-align:justify;">To make the polymer network reproductive and economical, a signal peptide library was constructed. We carried out a series of experiments to find an optimal secretion strategy.</p>
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                            </div>
 
                              
 
                              
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                            <a id="App"></a>
 
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                            <div class="texttitle">Potential Applications</div>
 
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                            <h3 class="classic-title"><span> Widening the Potential Applications of Uranium Reaper:  </span> </h3>
 
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                            <h3 class="classic-title" id="Cadmium">Cadmium and Lead Reaper</h3>
 
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                            <p class="lead add-bottom" style="color:#5E5656">Due to the modularity of the SpyTag-SpyCatcher covalently cross-linked hydrogel, we could easily replace the SUP fused to the Triple SpyTag module with other proteins of interest, such as Cadmium-Binding Protein (CBP) or Lead-Binding Protein (LBP), and use it to adsorb a variety of other heavy metals. A preliminary result is shown in Fig. 3.</p>
 
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                            <figure>
 
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                                <p style="text-align:center;"><img style="width:82% ;" src="https://static.igem.org/mediawiki/2016/c/c8/T--Peking--images_FP_fig3.png" alt=""/></p>
 
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                                <figcaption style="text-align:left;">
 
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                                    Fig. 3. The adsorption of Cd (A) and Pb (B) by modified functional hydrogel based on the Uranium Reaper platform.
 
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                                </figcaption>
 
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                            </figure>
 
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                            <p class="lead add-bottom" style="color:#5E5656">We simulated Cd and Pb pollution (10μM) in TBS buffer. Using the same strategy which we have used for uranyl removal, with the 3A-SUP monomer replaced by 3A-CBP or 3A-LBP, about 85% of the Cd 55% of the Pb could be adsorbed, respectively. The results demonstrated that the strategy has great potential for broader metal recovery applications. It is thus necessary to optimize the hydrogel under various conditions.</p>
 
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                            <h3 class="classic-title" id="Visual">Visualization</h3>
 
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                            <p class="lead add-bottom" style="color:#5E5656">We fused mRFP to the Triple SpyTag to make impart color to our hydrogel (Fig.4).</p>
 
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                            <figure>
 
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                                <p style="text-align:center;"><img style="width:75% ;" src="https://static.igem.org/mediawiki/2016/4/48/T--Peking--images_FP_fig4.png" alt=""/></p>
 
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                                <figcaption style="text-align:left;">
 
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                                    Fig. 4. Left: Crosslinking of Triple SpyTag-mRFP and Triple SpyCatcher at high concentrations, showing gel formation. Right: Triple SpyTag-mRFP monomer solution (negative control).
 
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                                </figcaption>
 
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                            </figure>
 
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                            <p class="lead add-bottom" style="color:#5E5656">When the SUP module in the Triple SpyTag-SUP monomer was changed to mRFP, a red-colored gel was formed (Fig 2. left), and by crosslinking proteins at higher concentrations, we could get a relatively stable gel structure. This attribute of the hydrogel promises a literally colorful future in artistic creation, with potential applications in 3D printing.</p>
 
 
                              
 
                              
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Latest revision as of 00:40, 20 October 2016

Proof

Proof of Concept

Crosslinking

By taking advantage of the covalent crosslinking of SpyTag and SpyCatcher, a polymer network was designed to possess special properties, such as strong mechanical strength, large contact area and stable structure.

Uranyl Adsorption

Super Uranyl-binding Protein (SUP) is stable and highly selective for uranyl which may cause negative impact on the environment. Triple SpyTag-SUP (3A-SUP) was constructed to adsorb uranyl, and the cross-linked product of 3A-SUP and 3B showed an even better adsorption capacity.

Clearance

The monomeric streptavidin constructed in the polymer network could realize the clearance of Spy Crosslinking Network in the environment by interacting with biotinylated magnetic beads.

Secretion

To make the polymer network reproductive and economical, a signal peptide library was constructed. We carried out a series of experiments to find an optimal secretion strategy.


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