menu close Teknologiens Mediehus
Det er lykkedes et hold forskere fra DTU at fremstille aminosyren serin ved hjælp restprodukter fra fremstilling af sukker. Normalt fremstilles serin af olie.
Den miljøbevidste forbruger kan derfor se frem til, at et af de fugtgivende kemikalier i deres cremer vil trække på mere bæredygtige ressourcer, mens medicinalproducenter er sikret god adgang til én fast ingrediens i sondemad. Desuden kan serin omsættes til stoffer, som plastindustrien anvender.
I omstillingen til en mere bæredygtig levevis leder forskere efter måder at erstatte de oliebaserede kemikalier og mindste byggesten baseret på olie med biokemikalier. Èn væsentlig udfordring på vejen dertil er at finde rentable alternativer. Både i økonomisk og ressourcemæssig forstand.
Her kan bidraget fra et hold af forskere ved DTU Biosustain blive spændende.
Professor ved DTU Biosustain Alex Toftgaard Nielsen fremhæver, at serin-produktionen kan blive meget effektiv.
»Serin har et meget højt teoretisk udbytte. Det vil sige, at man på papiret kan få meget af det sukker - i teorien op til 97 procent - man tilsætter, omsat til serin,« fortæller han.
Sammenlignelige biokemikalier har ifølge professoren typisk en maksimal omsætning på 30-40 procent.
Den nuværende produktion af serin sker gennem en biokatalytisk proces, hvor bakterier omdanner methanol og glycin. Da den sidstnævnte ingrediens er udvundet fra olieproduktion, kan dette aldrig blive en billig eller bæredygtig produktionsform, hvilket sætter begrænsninger for udbredelsen.
Når man ikke tidligere har satset på sukker-baseret serin, skyldes det, at de E. coli-bakterier, som typisk bruges til at producere aminosyren, ikke kan tåle høje koncentrationer, når de er kodet til ikke at nedbryde serinen. Bakterie-kulturen dør altså, inden alt sukkeret er omsat.
»Først har vi fjernet cellernes enzymer til nedbrydelse af serin. Der har vi slettet i alt fire forskellige gener. Herefter bliver serinen giftig for cellen, så mutationer af cellen er nødvendig, inden man kan kode cellerne til at producere serin.«
Det er den sidstnævnte mutation eller gradvise tilpasning af nogle særligt hårdføre bakterier, som kan tåle høje serin-koncentrationer, der har været DTU-forskernes store gennembrud.
For at nå dertil har forskerne måtte følge bakterierne gennem genomsekventering og har set dem gennemgå et utal af mutationer.
Mutationerne er sket ved ren evolution, hvor forskerne har udsat bakterierne for serin i en given koncentration, taget de overlevende bakterier fra og opdyrket dem, udsat disse for serin i en højere koncentration og igen udvalgt de overlevende. En proces med mange gentagelser, som med bakteriernes hurtige vækst kræver, at man er over bakterierne hele tiden.
Derfor har DTU-forskerne benyttet en såkaldt evolutions-robot, ALE, der står for ’Adaptive Laboratory Evolution’. Ved at automatisere udvælgelsesprocessen er det lykkedes forskerne at fremdyrke deres tolerante kultur på knap 40 dage.
Lige nu kan den fremdyrkede E. coli-kultur give et udbytte på 25-30 procent, men Alex Toftgaard Nielsen håber inden for en kort årrække at nå op 80 procent. Forskerne er allerede igang med at finde investorer til at starte en produktion af serin på baggrund af de danske bakterier.
