Sponseret af E-magasinet Polarfronten

Videnskab.dk bringer udvalgte artikler fra e-magasinet Polarfronten.

Taranteller og ikka-søjler gemmer på nye enzymer
Kombinationen af nye, ekstremt følsomme analysemetoder og verdens to største enzymproducenter retter atter opmærksomheden mod mineralsøjlerne i den sydgrønlandske Ikkafjord.

Taranteller sprøjter en væske i deres ofre, som nedbryder deres indre. bioteknikere er på jagt efter et tilsvarende stof i proteaser fra Ikkafjorden. (Foto: Uffe Wilken)

Taranteller sprøjter en væske i deres ofre, som nedbryder deres indre. bioteknikere er på jagt efter et tilsvarende stof i proteaser fra Ikkafjorden. (Foto: Uffe Wilken)

Hvad har pythonslanger, taranteller, kødædende planter og ikka-søjler til fælles?

Jo, i deres indre gemmer de på en bestemt gruppe stoffer, som enzymproducenter og fødevareindustrien betragter som en lækkerbisken.

Pythonslangerne sluger deres bytte, og mavesaften sørger for at opløse hele byttedyret.

Tarantellerne sprøjter en væske ind i deres fangst, som efter en dags tid er forvandlet til en grød inde bag pelsen.

Dramatikken nedtones noget, når fokus retter sig mod ikka-søjlerne. Inde i søjlernes hulrum lever et virvar af ukendte bakterier. De har tilpasset sig et liv i koldt, ætsende kildevand, der siver op gennem fjordbunden.

Med en bevilling fra Det Strategiske Forskningsråd på 24 mio. kr. til en tværfaglig forskningsgruppe, er der for første gang skabt rammer for et omfattende samarbejde - med erhvervsvirksomheder og på tværs af landegrænser - for at identificere stofferne.

Og på sigt for at kommercialisere dem.

Jagten på proteaserne

Hvad enten det er pythonens mavesaft eller Ikkafjordens bakterier, så er det stofgruppen proteaser, hele projektet drejer sig om.

Proteaser er en meget vigtig type enzymer, der blandt andet nedbryder proteinerne i den mad, vi spiser, som led i fordøjelsesprocessen.

Jan Enghild er projektleder og professor på Afdeling for Molekylærbiologi på Aarhus Universitet. Han siger:

»Ved hjælp af et batteri af nye teknikker går vi på jagt efter nye molekyler på nye og spændende steder og håber så, at vi finder uopdagede proteaser, som andre videnskabsfolk ikke tidligere har fået fingrene i. Med lidt held kan de proteaser noget, som industrien kan bruge.«

Kæmpe potentiale

Når proteaserne er fundet og isoleret, skal de identificeres. Det sker med en ny metode, der gør brug af et ekstremt følsomt massespektrometer. Det er et analyseapparat, der kan fortælle, hvilke proteaser man har i sin blanding.

Det Strategiske forskningsråd har bevilget 24 millioner kr. til bioteknologisk forskning i Ikkafjorden. (Foto: Uffe Wilken)

Professor Jan Enghild fortæller, at metoden er så følsom, at hvis man slog tre æg ud i en svømmepøl, ville apparatet kunne spore æggenes proteiner i ganske få mikroliter af badevandet.

Og det er vel at mærke en svømmepøl med olympiske mål!

I udforskningen af ikkasøjlernes molekylærbiologi har videnskabsfolkene indtil nu udelukkende arbejdet med bakterier, der kan dyrkes i laboratoriet.

De udgør desværre kun ca. 1 % af de bakterier, der lever i søjlerne.

Med den nyeste teknik kan videnskabsfolkene også lede efter enzymer blandt de resterende 99 % ikke-dyrkbare bakterier, så de får så at sige undersøgt revl og krat. Og her ligger der et kæmpepotentiale. Indtil nu er der kun udtaget ét patent fra en ikka-bakterie.

Forfordøjet kyllingefoder

Det er netop de kommercielle vinkler, projektet er interesseret i.

Fakta

VIDSTE DU

Kapløbet om polarenzymerne

Det er ikke kun de danske forskere, der har fået øjnene op for det arktiske enzympotentiale. I alt har 11 lande etableret sig med forskningsstationer på Svalbard.

Sydkorea har for eksempel sin Dasan, Kina sin Yellow River Station, Polen sin Hornsund, Holland sin Netherlands Arctic Station og Indien supplerer sit antarktiske polareventyr med stationen Himadri i Ny Ålesund.

Videnskabsfolkene arbejder primært med klima og meteorologi, men ifølge Peter Stougaard opholder der sig mikrobiologer på stationerne i kortere eller længere tidsrum.

Verdens to største enzymproducenter, Novozymes og Danisco, er med i projektet sammen med mejerigiganten Arla. Alle tre virksomheder står stærkt inden for hver deres branche.

Nye proteaser kan udnyttes i levnedsmiddel- og husholdningsindustrierne. Man kan bruge proteaserne til for eksempel at forfordøje kyllingefoder. Så bliver kyllingefoderet nemmere at optage, og kyllingerne skal have mindre at spise af den type foder.

En anden mulighed er optimering inden for mejeribrug.

Som Kristian Wejse Sanggaard, post.doc. på projektet, siger, så kan man tage et lavværdiprodukt og forarbejde det med de nye proteaser.

I den anden ende får man et højværdiprodukt - og så er der jo penge at tjene.

Høje krav til temperatur-tolerance

Om de kommercielle muligheder siger Nikolaj Blom, der er Senior Department Manager hos Novozymes:

Det tager typisk 3-5 år fra at skabe et færdigt produkt, fra stoffet er isoleret. (Foto: Uffe Wilken)

»Grundlæggende er vi altid på udkig efter nye, spændende steder, hvor mikroorganismerne lever. Her kan vi forvente at finde ukendte enzymgener, som fungerer under ekstreme forhold. I tilfældet med ikka-søjlerne er det under lav temperatur og høj pH.

»Mange industrielle processer foregår under lav temperatur. Det klassiske eksempel er vaskeprocesser, hvor tendensen er at gå ned i temperatur. Men både papirblegning, produktion af bioethanol og andre industrielle processer, der kræver opvarmning, vil få en miljøgevinst, hvis de kan foregå ved lavere temperaturer.

»Vi stiller dog høje krav. Enzymerne skal både kunne vaske ved 20 °C eller lavere og samtidig kunne tåle at stå på supermarkedets hylder om sommeren i 40 °C. Men vi har brug for disse enzymer, og vi kan måske få dem fra Arktis og ikka-søjlerne.«

På den halve tid

På spørgsmålet om, hvorfor bioteknologerne ikke bare selv konstruerer nye enzymer i laboratoriet, siger Nikolaj Blom:

»Det gør vi da også et stykke hen ad vejen, men det er begrænset, hvor meget vi kan lave om på naturens udgangsprodukter. Det er derfor, vi er på udkig efter de enzymer, der findes forskellige steder i naturen.«

Selv om der er tilstrækkeligt potentiale i de eksotiske proteaser, ligger den store økonomiske gevinst dog ikke lige om hjørnet. Det tager typisk 3-5 år, fra stoffet er isoleret, til det kan købes som tilsætning i et produkt i supermarkedet. Men både Jan Enghild og Nikolaj Blom er dog enige om, at det ikke vil være helt umuligt at presse et nyt enzym igennem på den halve tid.

Lavet i samarbejde med magasinet Polarfronten

Flere midler til forskningen i Ikkafjorden

Peter Stougaard fra Det Biovidenskabelige Fakultet (LIFE) har fra Miljøstyrelsens arktiske DANCEA-pulje netop fået yderlige små 3 millioner kroner til projektet 'Bæredygtig udnyttelse af mikrobielle ressourcer i ikkasøjler - et unikt grønlandsk miljø truet af global opvarmning'.

Projektet skal skaffe viden om ikka-søjlernes biodiversitet og mikrobielle enzymer, og resultaterne skal kunne bruges som et beslutningsgrundlag for en eventuel grønlandsk udnyttelse af de mikrobielle naturressourcer. Projektet løber fra 2010 til 2012.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte, døde og vaccinationer i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk