Mange mikroorganismer i naturen bærer kanskje oppskriften på framtidas medisiner med seg i sitt genmateriale, uten å ha "skrudd på" denne delen av arveanleggene.
Nå er bioteknologer ved SINTEF og NTNU i gang med å utvikle teknologi som skal gjøre det lettere å finne – og utnytte – disse skjulte og ubrukte medisinfabrikkene i det indre av bakterier fra naturlige miljøer.
Håpet er å oppdage og deretter få produsert nye stoffer som effektivt kan slåss blant annet mot kreft og infeksjonssykdommer.
Nye våpen mot kreft og infeksjoner
"Avskrudde" gener hos mikroorganismer kan ifølge SINTEF-forsker Alexander Wentzel utnyttes til å lage nyttige bioaktive stoffer som i dag er helt ukjente.
– Målet vårt er å finne raskere fram til produserbare, nye stoffer som for eksempel kan drepe kreftceller eller antibiotika-resistente bakterier, sier Wentzel.
Som medlem i det nye nasjonale bioteknologisenteret Norsk Senter for Digitalt Liv, skal SINTEF utvikle en teknologi som skal effektivisere både jakten på og produksjonen av slike molekylforbindelser.
Jakt i mange prøver samtidig
Enkelt forklart handler det om å "klippe ut" arvestoff fra et stort antall ulike mikroorganismer. DNA'et skal deretter overføres til robuste og optimaliserte mikroorganismer som det er lett å dyrke.
I disse vil det være mulig å "slå på" produksjon av nye stoffer som ikke kan produseres i den mikroorganismen DNAet ble hentet fra.
Utvikling av slike optimaliserte mikroorganismer ved hjelp av systembiologi og syntetisk biologi (se faktarute)er sentrale aspekter i prosjektet. Samarbeid mellom forskere med ulik fagbakgrunn, og tilgang til avanserte laboratorier, må til for at dette skal lykkes. I tillegg til hovedpartnerne ved SINTEF og NTNU er flere internasjonale toppmiljøer involvert i prosjektet.
– Teknologien vi skal fram til, vil gjøre det mulig å lete etter nyttige stoffer i et høyt antall prøver samtidig. I tillegg vil den effektivisere produksjonen av de stoffene som har potensial til å bli framtidige produkter, sier Wentzel.
Ikke-dyrkbare organismer inn i varmen
All medisin som har sitt utspring i mikroorganismer, har til nå stammet fra organismer som lar seg dyrke.
– Men bortimot 99 prosent av mikroorganismene i naturen, lar seg ikke dyrke på laboratoriet. Målet for prosjektet vårt, er at vi etterhvert skal kunne utnytte arveanlegg også fra disse organismene i produktjakten vår, sier Wentzel.
Ifølge SINTEF-forskeren er sannsynligheten stor for at det i denne svære gruppen av mikroorganismer finnes "avskrudde" arveanlegg som kan produsere kjemikalier med til nå helt ukjent oppbygning og aktivitet.
– Det er ikke minst derfor at dette prosjektet er så spennende. Kanskje finner vi medisiner som kan bety forskjellen på liv og død for et stort antall framtidige pasienter, sier Alexander Wentzel.
Disse fagdisiplinene står sentralt i prosjektet
-
Systembiologi
Vitenskapelig disiplin som forsøker å beskrive en celle/organisme som et system av integrerte kjemiske reaksjoner som kan modelleres ved hjelp av matematikk og datavitenskap. Modellen kan benyttes til å forutsi cellens/organismens reaksjon på en miljøendring. Analyser av det faktiske reaksjonsmønsteret brukes deretter til å forbedre modellen. - Syntetisk biologi
Disiplin som kombinerer grunnleggende biologisk forskning med rasjonell design og konstruksjon av nye biologiske systemer. Syntetisk biologi bygger i vesentlig grad på en systembiologisk forståelse av cellen som produksjonssystem. Ved hjelp av bioteknologiske endringer tilpasses cellen til ønsket formål, for eksempel produksjon av et bioaktivt stoff, slik SINTEF legger opp til i det nystartede Forskningsrådsprosjektet.
Av Svein Tønseth
