iGEM 2015 Interlab Study Organized by Jacob Beal, Traci Haddock, - - PowerPoint PPT Presentation

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iGEM 2015 Interlab Study Organized by Jacob Beal, Traci Haddock, Markus Gershater, et al. Why do an interlaboratory study? Measurement in Synthetic Biology: How precisely can the behavior of a part be characterized? How much do de facto

SLIDE 1

iGEM 2015 Interlab Study

Organized by Jacob Beal, Traci Haddock, Markus Gershater, et al.

SLIDE 2

Why do an interlaboratory study?

Measurement in Synthetic Biology:

How precisely can the behavior
f a part be characterized?
How much do de facto protocols

for measurement vary?

What are the dominant causes
f variation in measurement?

Measurement ¡is ¡fundamental ¡to ¡everything ¡we ¡do. ¡

SLIDE 3

Build three constitutive GFP constructs

Or arrange alternatives, if these weren't possible

Culture & measure fluorescence
3 biological replicates (Extra: x 3 technical rep.)

What we asked teams to do

¡J23101 ¡ ¡ + ¡I13504 ¡

Image ¡from ¡iGEM ¡Oxford ¡

¡J23106 ¡ ¡ + ¡I13504 ¡ ¡J23117 ¡ + ¡I13504 ¡ Nega<ve ¡ (e.g. ¡R0040) ¡ Posi<ve ¡ (e.g. ¡I20270) ¡

SLIDE 4

Worldwide Participation!

SLIDE 5

What did people use?

Instruments:

– Plate Reader: 56 – Flow Cytometer: 23 – Microscope: 7 – Spectrofluorimeter: 5 – Other: 2

Strains:

– DH5-alpha: 50 – TOP10: 14 – BL21: 9 – Other: 20

XL1-Blue, JM109, 10G,

RP437, MG1655, DH10-Beta, KRX

SLIDE 6

Above and Beyond!

We love how iGEMers surprise us!

Image ¡from ¡iGEM ¡UNITN-‑Trento, ¡Aix-‑Marseille ¡

New ¡Custom ¡Equipment! ¡ Mul<ple ¡strains ¡and ¡instruments! ¡

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Results: Measurement Precision

J23101 ¡(High) ¡vs. ¡J23106 ¡(Med.) ¡ J23101 ¡(High) ¡vs. ¡J23117 ¡(Low) ¡

10 −2 10 −1 10 10 1 10 2 10 3 0.005 0.01 0.05 0.1 0.25 0.5 0.75 0.9 0.95 0.99 0.995 Data Probability iGEM 2015 Interlab: J23101 / J23106 10 −1 10 10 1 10 2 10 3 10 4 0.005 0.01 0.05 0.1 0.25 0.5 0.75 0.9 0.95 0.99 0.995 Data Probability iGEM 2015 Interlab: J23101 / J23117

High measurements more precise than low

SLIDE 8

Results: 2015 vs. 2014

More specific protocol tighter distributions

2015: ¡J23101 ¡(High) ¡vs. ¡J23106 ¡(Med) ¡

10 20 30 40 50 60 70 10 −1 10 10 1 10 2 10 3 Rank Fluorescence Ratio iGEM 2015 Interlab: J23101 / J23106

1.5-‑fold ¡Std.Dev.! ¡

2014: ¡J23101 ¡(High) ¡vs. ¡I20260 ¡(Med) ¡

5 10 15 20 25 10 −1 10 10 1 10 2 10 3 Rank Fluorescence Ratio iGEM 2014 Interlab: J23101 / I20260

2.2-‑fold ¡Std.Dev. ¡

Team ¡ Team ¡

SLIDE 9

Results: Cause of Variation?

Instrument matters, especially for low values. Strain, not so much.

Instrument ¡

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Plate Flow Micro. Spectro. Other Instrument log10 Fluorescence Ratio iGEM 2015 Interlab: J23101 / J23117

Strain ¡

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 DH5−alpha TOP10 BL21 Other Strain log10 Fluorescence Ratio iGEM 2015 Interlab: J23101 / J23117 1000 ¡ 100 ¡ 10 ¡ 1 ¡ 1000 ¡ 100 ¡ 10 ¡ 1 ¡

SLIDE 10

Results: Intrateam Variation

High instrument variation on single samples!

−0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.2 14.3 14.4 14.5 31.1 31.6 31.7 40.1 43.1 49.1 54.1 Intra−lab Group log10 Fluorescence Ratio iGEM 2015 Interlab: J23101 / J23106

10 ¡ 1 ¡

¡ ¡A ¡ ¡ ¡ ¡ ¡B ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡C ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡D ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡E ¡ ¡ ¡F ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡G ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡H ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡I ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡J ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡K ¡

SLIDE 11

Time for Feedback!

What worked? What didn’t work? How can it be bigger and better next year?

👎👏 ¡