Betere zuivering afvalwater dankzij Systems Biology
Sebastián Ayala Ruano keek naar het microbioom van afvalwater. Zijn onderzoek resulteerde in een model dat voorspelt hoe micro-organismen zich in vervuild water gedragen en samenwerken. Zijn onderzoek won de MacsBio Master Thesis Award; hij studeerde cum laude af als MSc in Systems Biology.
Afvalwater bevat een wereld aan micro-organismen die samen het microbioom vormen. Veel van deze organismen helpen bij het zuiveren van het water doordat ze afvalstoffen afbreken. Verbeter je de leefomgeving van deze nuttige micro-organismen, dan verbeter je ook de efficiëntie van de zuivering. Sebastián zocht uit hoe je de leefomgeving kunt verbeteren. Gelukkig is er heel veel data voorhanden over het microbioom van afvalwater, dit was één van de redenen waarom Sebastián voor dit onderwerp koos. “Tijdens mijn opleiding richtte ik me vooral op onderzoek in de gezondheidszorg, nu wilde ik ook ervaring opdoen met onderzoek op het gebied van het milieu.”
Micro-organismen
Sebastián begon met het bijeensprokkelen van de al aanwezige data. “We verzamelden metaomics-data, dat is informatie over de DNA- en RNA-sequenties en metabolieten in het afvalwater. Deze informatie helpt ons om de aanwezige micro-organismen te identificeren. We combineerden de data met gegevens over de manier waarop micro-organismen afvalstoffen afbreken en gegevens van afvalwaterzuiveringsinstallaties wereldwijd en andere bronnen waar deze organismen leven.
Op basis van alle verzamelde data, maakte Sebastián een kennisgrafiek (knowledge graph), een model dat voorspelt hoe micro-organismen reageren op hun biologische ecosysteem. “Met het model, MicW2Graph, kunnen we groepen micro-organismen identificeren die mogelijk samenwerken bij de afbraak van afvalstoffen. We testten het MicW2Graph met de data van oudere studies, het model blijkt de uitkomsten van die studies inderdaad te voorspellen. We gebruiken MicW2Graph vervolgens om de belangrijkste soorten micro-organismen en metabole clusters te identificeren die we in het laboratorium verder onderzoeken. Zo kunnen we de zuivering van afvalwater optimaliseren door de leefomstandigheden van gunstige groepen micro-organismen te verbeteren.”
Komen en gaan
Voordat hij naar Maastricht verhuisde, studeerde Sebastián Biotechnology Engineering in Ecuador. "Naast biotechnologie, volgde ik ook een minor in software engineering. Op zoek naar een master, zag ik dat Systems Biology in Maastricht de ideale combinatie van beide onderwerpen bood. De keuze werd heel makkelijk toen ik de Maastricht University NL-High Potential Scholarship won.”
Binnenkort verruilt Sebastián Maastricht voor Kopenhagen. Hij werkt daar samen met zijn supervisor dr. Alberto Santos, van het Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability verder aan MicW2Graph. Hij laat de stad met gemengde gevoelens achter. "In Maastricht maakte ik vrienden en leerde ik veel over systems biology en mezelf. Ik groeide als persoon, deels omdat ik moest leren leven in het buitenland, ver weg van mijn familie. Ik zal me de afgelopen jaren herinneren als de beste van mijn leven, aan de andere kant kan ik niet wachten om te zien wat er in Kopenhagen op mijn pad komt.”
Tekst: Patrick Marx