Røde pølser, Campari, marmelade og læbestift. Farvestoffet karminrødt er stærkt efterspurgt og flittigt brugt af fødevare- og kosmetikproducenter. Karmin er fra naturens side et rødt vidunderfarvestof, da det er mere stabilt end de syntetiske alternativer. Blandt andet ændrer karmin sig ikke ved lyspåvirkning eller ved opvarmning. Farvestoffet udvindes af hunlus af arten Dactylopius coccus, som i dag primært fremavles i Peru med det ene formål for øje at blive til rød farve.
Virksomheden Chr. Hansen med hovedsæde i Hørsholm er blandt verdens førende producenter af naturlige farvestoffer til fødevarer og har i dag en væsentlig andel af verdensmarkedet for karmin. Virksomheden oplever en stigende efterspørgsel efter de naturlige farvestoffer, blandt andet fordi fødevareproducenterne i stigende grad erstatter de syntetiske farver med naturlige stoffer. Dels på grund af den stigende efterspørgsel på karmin verden over, dels på grund af et lavere udbud af skjoldlus er kilopriserne på tørrede lus eksploderet: For to år siden kostede et kilo tørrede lus omkring 15 US-dollar. Da prisen toppede i foråret 2011, var kiloprisen oppe på 120 US-dollar. Derfor er Chr. Hansen på udkig efter en løsning, der både kan stabilisere lusepriserne og sikre en tilstrækkelig mængde karmin til markedet.
Lus på laboratoriet
Den løsning kan måske findes i et nyt toårigt forskningsprojekt, hvor Chr. Hansen sammen med DTU Systembiologi og Københavns Universitet (KU) vil forsøge at ’flytte’ karminproduktionen ud af lusene. Det kræver, at forskere på DTU Systembiologi kan finde lusenes karminproducerende gener, fortæller Uffe Hasbro Mortensen, lektor ved DTU Systembiologi:
”Først er vi nødt til at kortlægge alle lusens gener. Dernæst skal vi lede efter de karminproducerende gener, og selvom vi ikke ved, hvad vi skal lede efter, så har vi flere pejlemærker: Karminen udgør cirka 25 procent af selve lusens tørstof, og det fortæller os, at det er nogle meget aktive gener, vi skal lede efter. Men om det er fem eller 50 gener, som skal fiskes ud, det er ikke til at sige,” forklarer Uffe Hasbro Mortensen
Et andet pejlemærke er at være på udkig efter noget, der er usædvanligt for insekters genom, fordi skjoldlusens evne til at producere karmin er ret unik. En tredje mulighed, som kan føre forskerne frem til lusens ’røde gener’, er at lede efter bestemte enzymer hos lusen:
”Vi kender gensekvenserne på de enzymer i skimmelsvampe, som indgår i svampenes produktion af lignende pigment. Det er muligt, at lignende enzymer indgår i lusenes karminproduktion. Så derfor vil vi også kæmme lusegenerne for beslægtede gensekvenser,” forklarer Uffe Hasbro Mortensen.
Alle disse pejlemærker giver forskerne en god overbevisning om, at det vil lykkes at finde de rette gener hos skjoldlusen
Overfører gener til cellefabrikker
Når lusens gener for karminproduktion er fundet, kan forskerne fra DTU Systembiologi ’klippe’ dem ud og efterbehandle dem, så de kan fungere i en anden organisme. Derved kan man lave såkaldte cellefabrikker, som – hvis alt går efter planen – begynder at producere grundskelettet af karminmolekylet. For at gøre dette molekyle fuldstændigt skal det tilføjes nogle molekyleenheder, og her vil KU Life bidrage til projektet.
Forskerne på DTU vil prøve at indsætte lusegenerne i to slags celler: gærceller og skimmelsvampeceller.
”Fordelen ved en gærcelle er, at det er en meget enkel organisme med en simpel metabolisme. Det giver os en slags ’ren tavle’, hvor vi kan se, hvordan generne kommer til udtryk, når de er på plads i gærcellen. Spørgsmålet er, om gærcellen er så simpel, at det slet ikke er muligt at benytte den til formålet. Derfor afprøver vi også skimmelsvampeceller. De har den fordel, at de i forvejen er gearet til at producere lignende farvestoffer, og det giver os en grund til at tro, at de også vil kunne producere karmin,” forklarer Uffe Hasbro Mortensen.
Generne skal aktiveres
Metoden med at sætte specifikke gener ind i andre organismer hedder ’gene targeting’. For at det kan lade sig gøre, kræver det, at de ’udklippede’ gener tilføjes de elementer, der blandt andet kan aktivere generne.
”Man kan ikke tage et gen fra et insekt og overføre det til en svamp og bare forvente, at det så virker,” siger Uffe Hasbro Mortensen med et glimt i øjet.
Gene targeting kræver også viden om, hvor i en organisme man kan indsætte nye gener.
”Generne skal indsættes på specifikke steder i den nye organisme, så man kan styre, at der ikke opstår uønskede virkninger. Det kan f.eks. være, at den nye organisme vokser med halv kraft eller begynder at producere uønskede stoffer,” siger lektoren fra DTU Systembiologi, der forklarer, at en cellefabrik med nedsat vækst næppe har industriens interesse, da det gælder om at få en stor produktion op at køre, før cellefabrikker kan blive et ægte alternativ til den nuværende karminproduktion.
Hvis alt går glat, så vil der om to år findes cellefabrikker, der kan producere karmin. Men hvornår produktionen når en størrelse, så den bliver et egentligt supplement til skjoldlusene, er det ikke muligt at sætte en dato på.