Kloning i høy hastighet

Mer effektiv kloning av gener skal gjøre det enklere å levere fremtidens superenzymer til industrien - og dermed gjøre dagens fiskerestråstoff til enda bedre ressurser i fremtiden.


Av Andreas R. Graven

Mens rundt 2 millioner tonn fisk dras på land av norsk fiskeindustri årlig, utgjør nærmere halvparten restråstoff etter slakting og filetering. Da gjelder det å utnytte dette restråstoffet best mulig.



Som et ledd i å utnytte ressursene i havet bedre videreutvikler bioteknologer i Uni Research nå metoder for molekylær kloning av mange gener samtidig, og i et høyt tempo.

Forskerne håper at gener fra unike bakterier hentet opp fra flere tusen meters dyp – som ingen har studert før – skal bli kilden til nye superenzymer. Da gjelder det å ha kopimaskinen i orden.

Helt spesielle enzymer
Hensikten med å øke hastigheten på kloningen, er at forskerne raskere skal finne ut hvilke enzymer som er egnet, og hvilke det er verdt å jobbe videre med.

- Vi jakter på noen helt spesielle enzymer, som kan brukes i fiskeavfall, til å utvikle nye fôr- og næringsprodukter, sier postdoktor Gro Elin Kjæreng Bjerga ved senter for anvendt bioteknologi i Uni Research.

Bjerga sier de nå har den nødvendige plattformen for å jobbe raskere og mer treffsikkert.

- Gjennom samarbeid med Senter for geobiologi på UiB får vi tilgang til unike dyphavsprøver som aldri før er hentet opp.

- Hvis vi kan produsere enzymer til industrien basert på gener fra slike bakterier, så er nettopp en høy hastighet på kloningen det vi trenger for å teste ut produksjon av stadig flere enzym fra nye dyphavsprøver, sier Bjerga.

Samarbeider med Biomega
Sammen med kollegene jobber hun med å finne de riktige enzymer som bedriften Biomega på Austevoll kan nyttiggjøre seg i sin produksjonslinje.

Biomega har spesialisert seg på foredling av fiskerestråstoffer, og ser stadig etter nye måter å utnytte slike stoffer.

Ved å bruke enzymer til å bryte ned restråstoff på riktig måte, kan de omformes til mindre proteiner, og igjen foredles til eksempelvis ulike produkter og fôr.

Enzymer er katalysatorer, de deltar i kjemiske prosesser ved å øke hastigheten på dem – uten selv å bli forbrukt.

Problemet er bare at enzymer også er svært følsomme for temperatur, og mange mister egenskapene sine ved rundt 40 grader.

Gode egenskaper for enzymer vil dermed for eksempel være at de tåler høyere temperaturer.

Slike enzymer kan brukes innen kjemisk prosessindustri – i alt fra utvikling av nye vaskemidler, til produksjon av biodrivstoff og altså til nye produkter basert på fiskerestråstoff.

Del av stort prosjekt
Enzym-jakten er en del av et stort prosjekt, NorZymeD, med til sammen sju andre partnere.

Den totale størrelsen på prosjektbudsjettet er 55 millioner kroner. Bjerga og kolleger har en viktig rolle i den innledende fasen, i å få på plass en effektiv metode for å lage enzymene i det totalt femårige prosjektet.

- Det er jo slik at bare rundt halvparten av fiskeråstoffet blir utnyttet i dag ved fileteringen. For å få utnyttet restråstoffet enda bedre, trenger vi gode enzymer, sier Bjerga.

- Fordi varme er en del av prosessen med å behandle restråstoff, må vi ha enzymer som fungerer ved industrielle betingelser og ved høyere temperaturer.

- Dermed kan vi ikke lete etter en hvilken som helst bakterie å ta gener fra, bakteriene må også trives på høy varme og så må vi analysere oss fram til hvilke gener vi kan bruke fra bakterien, sier Bjerga.

Forskerne jakter altså på enzymer som er litt ekstreme, som kan utgjøre en forskjell. Enzymer er rett og slett forskjellen mellom suksess og fiasko.

Kiwi-enzym – og superenzymer
Postdoktor Bjerga tar et helt hverdagslig eksempel som illustrerer dette:

Hvis du lager gelé til barnebursdag og pynter med kiwi på toppen, vil enzymet protease i kiwien bryte ned gelatinproteinene, og gjøre at geleen ikke blir stiv – med mindre du koker frukten…

Mens kiwi-enzymet ikke tåler høy temperatur, jakter forskere på de såkalte superenzymene som nettopp kan tåle varmebehandling i industrielle prosesser.

Forskerne vet at slike enzymer finnes, utfordringen er at de foreløpig ikke vet akkurat hvor disse enzymene er ennå.

Letingen har blant annet foregått på havbunnen, og i arktiske strøk, der det finnes sjeldne bakterier som tåler ekstreme forhold.

Fra nettopp slike organismer henter forskerne ut genene de mener er beste egnet, og putter dem inn i modellbakterier i laboratoriet.

Med denne manipuleringen lures rett og slett modellbakterien, en snill variant av tarmbakterien E. coli, til å produsere enzymet for forskerne.

For hvert av de ulike genene som testes kommer nye enzymer ut.

Når forskerne etter hvert finner et gen som viser seg å fungere svært bra, som lager det rette enzymet, kan det hende at bakterien genet kommer fra er veldig sjelden.

- Nettopp i en slik situasjon kommer det godt med å utvikle metoder som sikrer at man har stadig tilgang på nettopp dette genet, sier Bjerga.


9. juli 2014 12:43

Personer involvert

cp: 2017-09-26 19:16:56