Dansk biosyntese baner vej for biologisk fremstillede vitaminer

Flere tusinde ton vitaminer til fødevarer, tabletter og foder bliver hvert år produceret i Kina under miljøbelastende kemiske forhold. Men sådan behøver det ikke at være, forsikrer ph.d.-studerende på DTU Hans Genee.

Han har sammen med sin vejleder på Novo Nordisk Center for Biosustainability, professor Morten Sommer, udviklet et biosynteseredskab, som skal gøre det muligt for industrien at optimere naturens egen produktion af vitaminer og høste dem.

»Kemisk produktion efterlader mindst ti gange så meget kemisk affald, som det producerer vitaminer, så det er en ubæredygtig proces. Vores synspunkt er, at vitaminer er biologiske, så de skal produceres biologisk. Det har dog hidtil været for dyrt og tidskrævende, men nu håber vi at løse det problem,« siger Hans Genee, som er en af medstifterne i den efterfølgende spinoff-virksomhed Biosyntia, som netop har modtaget 12,5 mio. kroner af Novo Seeds.

Teknologien, som Biosyntia har taget patent på, gør det således muligt hurtigt at screene egnede gen-kandidater i plante- og bakterieriget, som kan bidrage til en effektiv mikrobiel produktion af vitaminer.

Kun de bakteriekloner, som producerer vitaminet, danner vækst. Illustration: Biosyntia

I naturen producerer mikroorganismer for det meste ikke mere vitamin, end de selv har brug for, og det er en forsvindende lille mængde i forhold til efterspørgslen på foder- og fødevaremarkedet. Det kræver derfor gennemgående optimering af mikroorganismernes evne til at producere, hvis en biologisk proces skal kunne konkurerre på pris med nuværende kemiske processer.

Læs også: Carlsberg sekventerer ølgærens genom

Optimeringen kan ske ved hjælp af genmodificering, f.eks. ved tilførsel af gener fra jord- eller tarmbakterier, men forskerne kan nemt risikere at skulle gennem mange tusinde, endog millioner af forskellige genmodificeringer, før de bedste ’producenter’ dukker op i petriskålen.

At screene de mange varianter kan tage år, og det er her, Biosyntias teknik kommer ind i billedet.

Biosyntias forskningslaboratorium på Center for Biosustainability i Hørsholm. Illustration: Biosyntia

Ideen er at de mange muligt egnede gener bliver indsat i bakterieceller sammen med en genetisk sensor, som er tilpasset de ønskede vitaminer, og som sikrer cellen overlevelse, hvis vitaminet produceres i den ønskede mængde.

Vitaminet vil nemlig tænde for sensorens kontakt, som dermed gør cellen antibiotikaresistent, og når forskerne så udsætter cellerne for antibiotika, vil kun de ønskede celler overleve.

»Vi efterligner så at sige naturens evolution i laboratoriet, hvor kun de mest effektive stammer overlever. Ved at koble produktionen af et kemikalie til overlevelse af cellen kan vi generere mange genetiske varianter af cellen i stedet for at tage én stamme ad gangen. Dette går radikalt meget hurtigere,« understreger Hans Genee.

Læs også: Syntetisk biologi skyder genvej til grøn fremstilling af kemikalier

Teknologien gør det muligt at screene op mod en mio. celler dagligt med simple og billige metoder, hvor det før kunne tage flere år at gøre det samme.

I princippet kan det samme gøres med andre molekyler end vitaminer, og udgangspunktet for Biosyntia er da også fremstilling af kemikalier generelt, men virksomheden har set et stort potentiale i netop vitaminerne, da der bl.a. allerede findes sensorkomponenter, udviklet i naturen, til formålet.

Selve designet af screeningsprocessen var bare nødt til at blive gjort mere robust for at undgå for mange falske positiver, som ellers kan være et stort problem, fortæller Hans Genee.

»Vores metode, som vi har nu har søgt patent på, består i, at vi i cellen har programmeret et backup-system, hvor flere sensorer kræver aktivering, før antibiotikaresistensen aktiveres,« siger han.

Læs også: Kyskhedstræet skal afhjælpe PMS

I dag bliver 13 vitaminer produceret i industrien, heraf 11 kemisk. Undtagelserne er B12, som er for kompleks og dyr at efterligne kemisk, samt B2, som i dag bliver produceret ved hjælp af en biologisk proces.

»Det interessante var, at i løbet af få år skiftede hele verdens produktion af B2 fra en kemisk til en biologisk process, fordi det siden 2002 har kunnet lade sig gøre. Det viser en villighed til et skifte mod mere bæredygtighed,« siger Hans Genee, som dog ikke undervurderer den hårde priskonkurrences afgørende betydning for succes.

»For nogle vitaminer vil det fortsat være så billigt at producere dem kemisk, at vi ikke vil kunne overgå dem. For andre vil der være en mulighed, og dem vil vi gerne prøve at producere,« siger han uden dog i skrivende stund at ville afsløre, hvad de konkret har i ærmet.

»På langt sigt er ambitionen at blive førende inden for biologiske vitaminer. Vi er på et meget tidligt stadie nu, men de indledende resultater ser lovende ud, så nu skal vi bare i gang med videreudviklingen,« siger Hans Genee.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten