Cecilie tog til Kina for at genredigere

Halm fra byg kunne blive en fan­tastisk kilde til bioethanol, hvis blot det var lidt nemmere at udvinde sukkerstofferne fra stråene. Og kunne man fjerne noget af stivelsen fra kernerne, ville de også blive sundere at spise.

Det mener ph.d.-studerende Cecilie Christensen fra Københavns Universitets Institut for Plante- og Miljøvidenskab, som er draget til Kina for i første omgang at få stråene til at yde bedre.

»Min tese er, at man kan få bedre halm til produktion af andengenerations bioethanol ved at styre plantens produktion af lignin. Og det har de værktøjerne til herovre,« siger hun.

Lignin er den polymer, der stiver stænglerne på kornplanter af, så de kan vokse sig høje uden at vælte på grund af tunge aks. Samtidig giver ligninen stråene modstandsdygtighed over for f.eks. svampe og virus.

Cecilie Christensen går efter at fjerne et gen i planten, der er med til at producere lignin, da det vil blødgøre ligninen og gøre det nemmere at udvinde sukkerstofferne.

Til formålet bruger hun mutations­teknologien CRISPR/Cas9, som har vundet stærkt frem de seneste par år – også i Danmark. CRISPR/Cas9 har den fordel, at den meget præcist kan ’slukke’ for de gener, der står for at producere bestemte enzymer. På den måde kan man mutere planten uden at indsætte gener fra andre organismer og uden at forstyrre flere funktioner i planten, end man ønsker.

Teknologi fra bakterier

Der er kort fortalt tale om et værktøj, hvis virkemåde kopierer bakteriers evne til at forsvare sig mod virus. I naturen bruger bakterien en del af sit genom kaldet CRISPR til at kopiere lidt af en angribende virus’ dna, så den kan genkende og ødelægge den, næste gang den kommer forbi.

I laboratoriet kan man imidlertid selv indsætte en hvilken som helst dna-sekvens, som komplementerer den dna, man ønsker at ramme. Den vil binde sig til den tilsvarende sekvens i byg-dna’et, og på den måde får proteinet Cas9 – et andet element i bakteriens forsvarssystem – et praj om, hvor det skal svinge saksen og klippe dna’et over.

Cecilie Christensen har gennem litteraturen fundet frem til genet CAD2, der er centralt for lignin­dannelsen, og vil med redigeringsteknologien lave en mutation i CAD2-sekvensen, så halmen ikke bliver så stiv som ellers.

»Der kan selvfølgelig også ske det modsatte – at der bliver mindre sukker til biomasse, fordi ligninen bliver så blød, at planten ikke kan stå oprejst eller vokse. Det må vi se,« siger Cecilie Christensen, som foreløbig har fundet frem til placeringen af det gen, der skal fjernes.

Den relevante dna-sekvens, bestående af blot 20 basepar, som skal igangsætte klippemekanismen og mutere CAD2-genet, har hun indsat i plantecellerne, og næste skridt bliver at få det britiske firma Bract (Biotechnology Resources for Arable Crop Transformation) til at fremstille en bygplante ud fra Cecilie Christensens design.

Til foråret vil hun få de små nye byg-kimplanter tilbage fra Bract, og så er det tid til at se, om der er sket de rette mutationer. De planter, der ser rigtige ud, får lov at vokse op og sætte frø. De bliver sået, og de strå, der kommer ud af det, skal vise, om indsatsen har givet pote i form af nemmere udvinding af halmens glukose.

Biomassen er imidlertid ikke det eneste, hun går efter, nu hun er i gang med at undersøge bygplantens gener. Hun ser nemlig også store muligheder i at forbedre selve bygkernerne, som der er en stigende interesse for som helsekost, så de bliver bedre egnet som fødevarer for personer, der lider af f.eks. diabetes eller overvægt.

Hun forklarer, at det skal ske ved at fjerne noget af den stivelse, der findes i kernerne. Planterne indeholder to slags stivelse, amylopektin og amylose, og planen er at svække produktionen af førstnævnte, hvilket skulle gøre kernerne sundere.

Dansk-kinesisk samarbejde

At Cecilie Christensen er havnet i Kina, er ikke tilfældigt. Halvdelen af ph.d.-projektet er nemlig finansieret af det Aarhus-baserede Sino-­Da­nish Center, som er et forskningssamarbejde mellem de otte danske universiteter og det kinesiske videnskabsakademi samt University of Chinese Academy of Sciences, som Cecilie Christensen forsker ved i ni måneder frem mod jul.

Udveksling er en naturlig del af de projekter, centret skyder penge i, og ifølge Cecilie Christensen har det store fordele for netop denne type forskning.

For det første var det forskere fra selvsamme kinesiske universitet, der var blandt de første til at præcisionsforædle planter med CRISPR/Cas9, understreger hun. Det skete sidste år, da de fandt en måde, hvorpå de kunne forhindre sygdommen meldug på hvede.

»De planter gror nu på fjerde generation på vores lille forsøgsmark i Beijing, og de står helt uden meldug-angreb. Jeg har virkelig mulighed for at lære af de bedste her,« fastslår Cecilie Christensen.

Cecilie Christensen er desuden imponeret over de omkring 1.300 kinesiske medarbejderes arbejdsmentalitet og positive syn på deres arbejde i laboratorierne på universitetets institut for genetisk og udviklingsmæssig biologi.

»Der er ikke noget, der hedder weekend her. Vi har gruppemøde lørdag formiddag, så alle kan deltage, hvis de er på kursus i hverdagene. Søndag møder folk måske ind lidt senere og går lidt tidligere, men ellers hedder arbejdsdagen 9-22,« fortæller hun.