Carsten Hjort, Novozymes

De gådefulde skimmelsvampe

lørdag 03 dec 11
|

Kontakt

Uffe Hasbro Mortensen
Professor
DTU Bioengineering
45 25 27 01

Kontakt

Thomas Ostenfeld Larsen
Professor
DTU Bioengineering
45 25 26 32
Skimmelsvampe kan være en husejers største mareridt – men svampene producerer et ocean af nyttige naturstoffer, som vi i dag kun kender en brøkdel af. Derudover kan svampene også være velfungerede cellefabrikker, der kan lave alt fra lægemidler til fødevareenzymer.

Efter sommerens mange skybrud har mange boligejere været forfulgt af helbredstruende skimmelsvampe. Men ironisk nok er svampene også fyldt med gode egenskaber, som vi mennesker ikke kan undvære, hvis vi nu og i fremtiden vil erstatte den oliebaserede kemiske industri med en bæredygtig kemisk produktion. Forskerne på DTU Systembiologis Center for Mikrobiel Bioteknologi forsker i forskellige aspekter af svampenes mange egenskaber og især i, hvilke – både gode og giftige – stoffer svampene laver, og i hvordan man kan designe skimmelsvampe som effektive cellefabrikker. Det er man glad for hos den danske enzymgigant Novozymes, eftersom virksomheden allerede i dag anvender skimmelsvampe som cellefabrikker i produktionen af enzymer til alt fra vaskepulver, tandpasta og enzymer til bageindustrien. For Novozymes er det derfor væsentligt at kende til egenskaberne og til de stoffer, der er i en skimmelsvamp, for at undgå, at giftige stoffer ender hos forbrugerne: ”Vi ved, at mange skimmelsvampe kan lave forskellige toksiner, og for os er det selvfølgelig centralt, at de skimmelsvampe, vi bruger i vores produktion, ikke laver toksiner. Giftige stoffer må aldrig finde vej til forbrugerne. Derfor er forskning på dette område afsindig vigtigt,” fortæller Carsten Hjort, der er senior director i Novozymes. DTU-forskerne ved med sikkerhed fra bioinformatiske analyser af skimmelsvampenes arvemasse, at de potentielt kan producere stoffer, som endnu ikke er kendte. Det ved de, fordi antallet af gener, som har koden til at lave stoffer, er langt større end de stoffer, der indtil nu er fundet i svampen, fortæller lektor ved DTU Systembiologi Uffe Hasbro Mortensen: ”Vi arbejder med nogle kendte stoffer og nogle kendte gener fra skimmelsvampene. Det, vi forsøger i øjeblikket, er at koble de kendte stoffer med de kendte gener, så man ved, hvilke gener der hænger sammen med hvilke stoffer. Derudover ligger der en stor opgave i at finde ud af, hvad de ukendte gener kan – og dermed, hvilke andre stoffer der i teorien kan produceres. Når resultaterne af den forskning er i hus, og vi eksempelvis ved, at et bestemt gen fra svampen potentielt kan lave et giftstof, så kan vi fjerne genet, så det ikke kan skade produktionen – for selvom Novozymes har fuld kontrol over sine enzymprocesser, kan en proces jo af en eller anden årsag pludselig ændre sig, og så er skaden sket.” 

Skimmelsvampen som cellefabrik 

Mens gruppen af forskere forsøger at kortlægge såvel de gode som de giftige stoffer i skimmelsvampene, arbejder en anden gruppe på at optimere skimmelsvampe som effektive cellefabrikker. Det forskningsarbejde svarer lidt til at oparbejde en viden om, hvordan man fremstiller en helt unik ost, fortæller lektor Thomas Ostenfeld Larsen: ”For at lave en unik ost skal man jo have unik mælk fra nogle særligt udvalgte køer. Osten skal lagres under bestemte forhold, således at den komplekse sammensætning af mikroorganismer kan modne ostene, så de giver den unikke aroma, som mange af os sætter så stor pris på. På samme måde arbejder vi med skimmelsvampene som cellefabrikker. Vi lærer dem så godt at kende, at vi præcist ved, hvor meget sukker de skal have hvornår, hvor meget og hvor længe der skal røres rundt i dem, og hvad man skal gøre, hvis cellefabrikken bliver stresset.” DTU Systembiologis nyligt etablerede fermenteringsplatform er en væsentlig infrastruktur, som forskerne har stor gavn af i jagten på at optimere skimmelsvampens gæringsegenskaber. Fermenteringsplatformen huser omkring 70 helt nye tanke – også kaldet fermentorer – der er koblet til avanceret måleudstyr. I fermentoren kan mikroorganismer som svampe eller bakterier dyrkes under nøje kontrollerede forhold. Og ved at presse skimmelsvampene kan nye stoffer opdages, fortæller lektor Jette Thykær: ”Vi prøver at presse svampene for at se, om de dermed begynder at producere nye stoffer. Det kunne være ved at øge temperaturen i produktionen eller ved at begrænse svampenes adgang specifikke næringsstoffer som fosfat, nitrogen eller sukker. Herved kan vi udløse deres naturlige forsvarsmekanisme, som er at producere de omtalte stoffer. Så ved at simulere og afvige fra, hvordan Novozymes producerer enzymer, kan vi forhåbentlig bidrage med ny viden om, hvad Novozymes skal gøre for at undgå nye eller kendte giftige stoffer i produktionen.” DTU’s forskning i, hvordan cellefabrikkerne bliver påvirket under bestemte forhold, er helt unik, mener Carsten Hjort fra Novozymes. Han benytter samtidig lejligheden til at understrege vigtigheden af, at DTU også fremadrettet kan levere dygtige kandidater, så Novozymes kan blive ved med at udvikle sin forretning: ”Vi har jo brug for kandidater, der har en solid baggrund i mikrobielle ekspressionssystemer og mikrobiel fysiologi. Det at kunne gære sin stamme ordentligt og kunne studere, hvordan den opfører sig under bestemte forhold, er meget vigtigt for os. De kandidater og den viden, vi får fra DTU, er helt unik og findes faktisk ikke mange andre steder i verden,” fortæller Carsten Hjort. Og glæden er gensidig: ”Vi er glade for samarbejdet med de enzym- og ingrediensproducerende virksomheder – både Novozymes, Chr. Hansen og Danisco. For det giver os en viden om, hvad det er for organismer og processer, der har stor betydning for virksomhederne. Det, at vi er i konstant dialog med industrien, betyder jo også, at vores kandidater er bedst muligt målrettet til at få et job ude i den danske biotekindustri,” siger Thomas Ostenfeld Larsen. 

Fremtidens lægemidler

På DTU's Center for Mikrobiel Bioteknologi er man naturligvis meget optaget af at effektivisere cellefabrikkerne og finde ud af, hvilke stoffer svampene producerer. Men noget, der også optager forskerne meget lige nu, er mulighederne for at finde fremtidens lægemidler ved at kombinere den nye viden om de ukendte stoffer med de toptunede cellefabrikker. Hvor man tidligere har ledt i naturen efter nye stoffer til fremtidens lægemidler, er det nu blevet så forholdsvis billigt at kortlægge arvemassen for svampe og bakterier, at det kan være, at fremtidens kur mod cancer ligger i cellefabrikkerne hos forskerne i DTU’s bygning 223: ”De gener fra skimmelsvampene, som ikke kan kobles til et kendt stof, er vi nu gået i gang med at udtrykke i vores cellefabrikker. I cellefabrikken kan vi ligeledes modellere og manipulere med arvemassen og på den måde lave nye syntetiske naturstoffer. Vi tager altså nogle stoffer, som naturen allerede har designet, og bruger dem som udgangspunkt til at lave nogle nye varianter af dem ved genmanipulationer. Et helt centralt redskab i vores kemiske analyser er vores massespektrometer, som vi groft sagt anvender til at få sat formel på både de kendte og de nye stoffer. Med en meget nøjagtig massebestemmelse af et stof kan vi søge på massen i en database for på den måde at få bekræftet, om der er tale om et kendt eller et nyt stof, som kan vise sig at have potentialet til at være en ny kur mod cancerceller. Det er fremtiden – og det er afsindigt spændende,” slutter lektor Thomas Ostenfeld Larsen. Læs mere i artiklen ’Kemien i naturen’ om, hvordan forskerne på centret i samarbejde med forskerne på DTU Kemi anvender NMR-spektroskopi som et avanceret redskab til at bestemme den nøjagtige struktur af organiske molekyler, herunder nye naturstoffer, som er identificeret på Center for Mikrobiel Bioteknologi.

Relaterede Videoer  

Vis flere