Ny analysemetode afslører hurtigere organismers gode og dårlige sider

mandag 29 jan 18

Kontakt

Mikael Rørdam Andersen
Professor MSO
DTU Bioengineering
45 25 26 75

Kontakt

Inge Kjærbølling
Ph.d.-studerende
DTU Bioengineering

Ph.d.-studerende ved DTU Institut for Bioteknologi og Biomedicin har udviklet en ny metode til hurtigere at finde frem til organismers potentialer for at producere bestemte stoffer. Resultaterne kan bruges til hurtigere at lave nye og bedre cellefabrikker og kan også afsløre sygdomsfremkaldende egenskaber i organismer vi troede var uskadelige.

Sekundære metabolitter er kemiske stoffer, som planter og mikroorganismer producerer eller har potentialet til at producere og som de ikke er direkte afhængige af for at overleve og vokse. De bruges for eksempel til forsvar mod insekter eller som antioxidanter. Industrien udnytter i stort omfang de sekundære metabolitter til at producere mange forskellige stoffer som for eksempel enzymer, insulin, medicin, farvestoffer og bæredygtig biobrændstof. Forskere og industri er derfor altid på jagt efter nye sekundære metabolitter og nye måder at udnytte de allerede kendte på.

Det er omfattende, men relativt ligetil at finde frem til, hvad det er for et stof organismen producerer, men straks langt mere udfordrende at finde frem til hvilke gener, der koder for det bestemte stof - altså hvordan organismen mere præcist producerer det. Endnu sværere er det at afsløre det skjulte potentiale for at producere et bestemt stof, men det skal ph.d.-studerende ved DTU Bioengineering Inge Kjærbøllings nye metode gøre lettere.

Metoden er brugt i et studie netop udgivet i det anerkendte videnskabelige tidsskrift PNAS. Studiet er blevet til i et tæt samarbejde mellem DTU Institut for bioteknologi og biomedicin (DTU Bioengineering) og de amerikanske forskningsfyrtårne DoE Joint Genomic Institute (JGI) og DoE Joint Bioenergy Institute og omhandler fire skimmelsvampe fra Aspergillus familien.

"Vores nye metode afslørede for eksempel sygdomsfremkaldende stoffer hos en skimmelsvamp, som man hidtil har troet var ufarlig. Det viste sig nemlig, at skimmelsvampen A. novofumigatus potentielt er ligeså farlig som A. fumigatus, som forårsager Invasiv Aspergilliosis, en svampeinfektion i luftvejene, og som er dødelig i 40 ud af 100 tilfælde"
Inge Kjærbølling, ph.d.-studerende DTU Bioengineering

Aspergillus er en familie af skimmelsvampe, som findes i mikrobielle samfund overalt i verden, og som allerede udnyttes i stor stil i den industrielle produktion. I studiet viser forskerne, at de med nye metoder hurtigere kan finde frem til de gen klustre, altså samlinger af gener, som er ansvarlige for at producere et givent stof. Dermed kan man også begynde at finde ud af, hvordan der kan produceres mere af stoffet, så man kan udnytte det i cellefabrikker.

Forskerne kortlagde hele genmassen for hver af de fire skimmelsvampe og resultaterne blev så sammenlignet med kendte arter som er blevet kortlagt tidligere. Komparativ genetik, hvor man sammenligner bestemte dele af genomet med de samme dele hos en anden organisme kan nemlig bruges til at opdage mange skjulte egenskaber, som potentielt kan være nye lægemidler som antibiotika, kolesterolsænkende stoffer mv. Inge Kjærbølling forklarer, hvordan hendes metode tager skridtet videre:

”Vi kombinerer resultaterne fra komparativ genetik med vores viden om, hvordan sekundære metabolitter bliver produceret i cellerne. På den måde sammenkæder vi kendte sekundære metabolitter med de ansvarlige gener. Når vi kender generne kan vi forholdsvis let lede efter dem i andre organismer og det øger sandsynligheden for at finde nye lægemidler, nye fødevareingredienser eller andre værdifulde stoffer.”

Metoden kan også bruges til at opdage skjulte egenskaber og dermed også undersøge om organismer har potentielle sygdomsfremkaldende egenskaber og om man derfor bør være opmærksom på dem.

”Vores nye metode afslørede for eksempel sygdomsfremkaldende stoffer hos en skimmelsvamp, som man hidtil har troet var ufarlig. Det viste sig nemlig, at skimmelsvampen A. novofumigatus potentielt er ligeså farlig som A. fumigatus, som forårsager Invasiv Aspergilliosis, en svampeinfektion i kroppen, og som er dødelig i 40 ud af 100 tilfælde”,

fortæller Inge Kjærbølling.

Studiet tager udgangspunkt i den store svampesamling på mere end 30.000 arter, som ligger i frysere i kælderen på DTU og er det første resultat af et stort projekt, hvor forskerne kortlægger generne hos 300 Aspergillus arter. Seniorforfatter og professor Mikael Rørdam Andersen siger

”Projektet fortsætter, og nu skal vi arbejde videre med det store materiale med endnu flere fulde kortlægninger af generne. Det bliver spændende at se, hvad vi kan lære af dem og hvilke interessante nye gen klustre vi kan finde frem til ved at bruge Inge Kjærbøllings nye metode.”

Læs artiklen i PNAS Linking secondary metabolites to gene clusters through genome sequencing of six diverse Aspergillus species

Hør seniorforfatter og professor Mikael R. Andersen talte om projektet her.

Studiet er støttet af Villum fonden og Novo Nordisk Fonden.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.