PROJECT PROPOSAL FOR COLLABORATION BETWEEN OSS AND FEBIOTEC    Project title​ : Biotechnofarm    Project description​ : Biotechnofarm is a series of events around education and science communication  that  will  happen  in Spain along the year 2016. The activities were launched after a successful funding  application  from  FEBiotec  to  the  Spanish  public  administration.  The  aim  is  to  target  around  4000  students  in  the  entire  country,  and  give  them  opportunities  to  interact  with  graduate  and  undergraduate  students  with  experience   in  academic  research.  The  main  goal  is  to  expand  their  curiosity  and  interest  related  to  science,  and   specially  biotechnology,  genetic   engineering,  and  synthetic biology.    Description  of   Open  Science   School  (OSS)​ :  Open  Science  School  (OSS)  is  a  French­based  non­profit  association  with  activities  and  volunteers  in  Spain,   France,  UK,  US,  and   China.  The  main  goal  of  OSS  is  to  promote  science  research  outside  the  doors  of  the  laboratories,  using  different  approaches:  the  creation  of  cheap  and  easy­to­use  open  source  lab   equipment,  lab  kits  for  schools  and  learners,  workshops   for  students  and  young  professionals  in  the  design/arts  field,  and  communication  campaigns.   OSS  has  as  core  values:   interdisciplinarity,  open   source,  and  learning­by­doing pedagogy.    Deliverables​ :  The  calendar  of  event  foresee  two  round  son activities in April 2016 and October 2016.  It  counts  to   address  around  4000  students  in  the  entire  country.  That  is  roughly  equivalent  to  150 to  200  high  school   class  groups.FEBiotec  counts  reaching  half  of   the  student  by  May  2016  and  the  second half by November 2016.    Role  of  OSS​ :  OSS  will  deliver  100  complete  kits  to  the  HQ  of  FEBiotec  in  Madrid  by  Spring  2016,  each  kit  with  sufficient  materials  to  cover  the  extraction  of  color  from  ​ Streptomyces  coelicolor   in the  classroom  of  the  high  school,   inspired  by  the  publication  “  In  Living  Color:  Bacterial  Pigments  as  an  Untapped  Resource  in  the  Classroom  and  Beyond”  (PLOS  2010  Louise  K.  Charkoudian  et  al.  DOI:  10.1371/journal.pbio.1000510).  The  kits will  include the necessary materials to grow ​ S. coelicolor,​  but  the  association  FEBiotec  or  the  local coordinator will need to supply vinegar, alcohol and ash soda to  the  schools  in  order  to  complete  the  activity.  OSS  will  provide  30  Glass  lab  alcohol  lamps  (250  ml)   and  200  kit  boxes  with  materials  for  30  people,  which  is  enough  for  a  high  school  class  group  in  Spain:    Reagents one­use only  Chicken broth + agar (autoclaved)  500ml plastic bottles (autoclavable) 

Plasticware / one­use only 

  1 L  2 bottles 

Units per kit 

Sterile inoculating loop (indv. packed) 

40 

Sterile plastic petri dishes ⌀15 cm 

30 

Painting brush small 

10 

Test tubes plastic 

30 

Gloves plastic film 1­use  Pipette Pasteur 2ml plastic non­sterile  Cotton pads non­sterile (Kg) 

200  30  0.1 

Thin permanent marker black 

1 

  Open  Science  School  will  as  well  provide  training,  support,  guidance,  protocols  and   troubleshooting  during  2016  for  the  activities  in  Biotechnofarm.  Open  Science  School  will  promote  the  activities   of  Biotechnofarm  and  FEBiotec  outside  Spain  and  help  make  connections  with  similar  projects  around  the  world.  Open  Science  School  commits  to  send  a  trainer   to  a  location  in  the  country of Spain for a  training  session  in  Spring   2016.  All  protocols, guidelines and outcomes of the project will be released   under a Creative Commons license and freely available on the internet.    We  recommend  acquiring  from  Public  Labs  the  open  source  spectrometer,  which  is  available  online  (for  45 US dollars) and will  provide scientific quantitative tools for the learners. We remind the need of  a microwave in the school, as well as ash soda, vinegar, and alcohol solutions.    Role  of  FEBiotec​ :  FEBiotec  will  be  manager  of  the project and will recognize OSS as a partner in the  project  and  benefactor  due  to  the  non­profit  aims,  as  well  as  the  John Innes Centre in Norwich, UK,  who  is  the  proprietary  of  the  ​ S.  coelicolor  strains.  FEBiotec  will  distribute  the  kits  from  its  HQ  in  Madrid  to  the  different  high  schools  participating  in  the  project   and  will  promote  the   project  within  Spain.   FEBiotec  will  coordinate  the  timing  of  the  activities  and   the  volunteers   as  well  as take care of  and  ensure  the  distribution   of  the  shared  materials  and  the  protocols,  presentation  and  know­how  among the students, teachers and volunteers.    Curriculum​ :  the  activities  of  this   project   in  the  classroom  will  be  in  the   crossroads  between  art,  physics,  chemistry,  biology  and  technology.  The  material,  available  in  English  and  Spanish,  will  create an international and interdisciplinary setup for the students to have an alternative experience in  their schools. The curriculum will address these different questions (as adapted from PLOS):  Leads into chemistry, microbiology, and biotechnology  ● ● ● ● ● ● ●

Chemical composition of paint (solubility and states of matter)  Structures  of  pigment  molecules  (electromagnetic  radiation,  electron  configuration,  valence  bonds, molecular orbital theory)  Culturing  Streptomyces  and  extracting  their  pigments  (sterile  culture  techniques,  natural  product extraction techniques, solubility)  Painting Streptomyces on agar plates (bacterial growth control)  Engineering bacteria to make new pigments (metabolic engineering of microbial systems)  Scaling  up  the  production  of  bacterial  pigments  (large  scale  bioprocessing  techniques,  recombinant DNA technology)  UV  absorber  and  radical  scavengers  as  additives  to  paints  (chemical  structure and reactivity,   radical reactions) 

Leads into fine arts  ● ● ● ● ●

The perception of color (electromagnetic radiation, the eye as a spectrometer)  Paint constituents (pigments, binders, solvents, surfactants, additives)  Sources of pigments  Making paints from pigments (grinding pigments, suspending in binder)  History of pigments (art history) 

Fun stuff  ●

Drawing on paper with bacteria­derived paint 

●

Creating living art by painting with bacteria on agar medium 

    Questions to gauge interest and knowledge before the lesson  ● ● ● ● ● ● ●

What do you think of when you think of bacteria?  Why do we need to sterilize our tools before growing bacteria?  What do bacteria need to grow?  What is a natural product?  Why are objects colored?  How are paints made?  Why do paints fade over time? 

Questions to gauge understanding after the lesson  ● ● ● ●

●

What are some ways in which bacteria can be useful to humans?  How do bacteria produce useful natural products?  ○ How can we manipulate bacteria to create new products?  What are some sources of natural products and how can we harness them?  ○ Why do some pigments prefer organic solvents to water?  What makes us perceive color?  ○ Why are some molecules colored and some are not?  ○ How  can  we  use  the  color  wheel  to  predict  an  object's   color  from  its  absorption  spectrum?  How can we prevent paints from fading over time? 

Evaluative activities  ●

●  

Have  students present  their projects and discuss what their initial  plans were, what could have  been  improved  along  the  way,  and  what  things  surprised  them  about  working  with  bacteria  and pigments.  Have  students  research an aspect of paint production, color, or  microbiology and present their  findings to the class.