Han vil gøre bakterier til proteinfabrikker for astronauter
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Han vil gøre bakterier til proteinfabrikker for astronauter

Til januar skal ph.d.-studerende Mike Vestergaard et smut til Californien. Her skal han have en god snak med folk fra den amerikanske rumfartsorganisation, Nasa, som gerne vil finde ud af, hvordan astronauter på langvarige missioner kan få nok at spise.

Proteiner er en helt essentiel del af kosten, og det gælder også, hvis man er på vej til Mars eller allerede har etableret sig på den røde planet. Det er ikke nemt at holde høns eller andre dyr i rummet, så det bliver nok ikke hverken kød eller æg, astronauterne skal leve af på meget langvarige missioner. I stedet kan det blive mikroorganismer, der leverer varen, og Mike Vestergaards projekt handler netop om at få bakterier til at producere proteiner under vanskelige forhold.

Sammen med sin vejleder på DTU Fødevareinstituttet, professor Peter Ruhdal Jensen, har Mike Vestergaard udvalgt sig nogle passende bakterier, som bliver udstyret med nye gener. Så kan han nemlig få bakterierne til at udskille proteiner som dem, man ellers kender fra køer. Bakterierne skal bare fodres med en form for sukker og nogle salte, så spytter de proteiner ud, som kan høstes og bruges i astronauternes kost.

Rumbakterier skal være uhyre effektive og nøjsomme, og de skal kunne nogle tricks, som mere jordnære bakterier ikke har brug for. De skal kunne modstå et højere strålingsniveau, end vi har på Jorden, og så skal de trives i vægtløs tilstand:

»Hvad betyder et reduceret tyngdefelt, hvis man har nogle tanke med væske og nogle mikroorganismer i – hvad gør det ved den proces, som fungerer fint her på Jorden? Hvordan bliver de mekanismer, der foregår inde i cellerne, påvirket? Er kvaliteten af det, som bakterierne producerer, den samme som på Jorden? Det er nogle af de ting, vi vil kigge på i projektet,« fortæller Mike Vestergaard.

Desuden kan den ilt, som astronauterne selv har hårdt brug for, meget vel være en begrænsende faktor. Derfor undersøger forskerne både bakterier, der kan leve med og uden ilt.

Fra computeren til ISS

Mike Vestergaard tager udgangspunkt i to forskellige velkendte bakterier, nemlig en mælkesyrebakterie og Bacillus subtilis, der på dansk også kaldes høbakterien. De bliver så udstyret med dna-strenge, som forskerne først designer på en computer.

I dag foregår genmanipulation nemlig på den måde, at forskerne udvælger sig interessante dna-sekvenser fra store databaser, og disse sekvenser kan sættes sammen som ønsket. På DTU er udgangspunktet gener, der koder for produktionen af proteinerne BSA og BLA, som så sættes sammen med andre sekvenser, der blandt andet sørger for, at bakterierne udskiller proteinerne i stedet for at beholde dem i cellen, og som gør det muligt for forskerne at styre, hvornår bakterierne begynder at producere proteinerne.

De ønskede dna-sekvenser fremstilles så syntetisk af et firma, der har specialiseret sig i den slags, og forskerne får tilsendt de special­designede dna-strenge, som derefter sættes ind i bakterierne i laboratoriet. Og så gælder det om at prøve sig frem med forskellige dna-sekvenser og finde ud af, hvordan bakterierne kan blive de allermest effektive proteinfabrikker.

Proteinerne skal helst have en sammensætning af aminosyrer, der er ideel i forhold til ernæring, og så er det altså planen, at de skal indgå i kosten til fremtidige astronauter. I første omgang satser Mike Vestergaard på at få et eksperiment med på Den Internationale Rumsta­tion, ISS, helst en fuldautomatisk bioreaktor, hvor det så vil vise sig, hvor godt de gensplejsede bakterier fungerer i vægtløs tilstand. Et længerevarende ophold på Nasas forskningscenter Ames i hjertet af Silicon Valley fra slutningen af 2015 skal bane vejen til rumstationen.

Befolkningen skal brødfødes

Perspektiverne er store, for bakterierne kan måske levere mere end bare mad. For eksempel producerer mælkesyrebakterier også laktat, som kan blive til bionedbrydelig plastic, som man kan forestille sig brugt i en 3D-printer på en månebase. Måske kan proteinerne fra de flittige bakterier også anvendes, når der skal opføres baser på Månen eller på Mars, fortæller Peter Ruhdal Jensen:

»Nasa har fundet ud af, at hvis man blander støvet fra Månen eller Mars med vand og en passende mængde af proteinet BSA, så kan det blive til et relativt hårdt mate­riale, som man kan bruge til at bygge med. Proteinet virker som en lim, der binder støvpartiklerne sammen.«

Det er ikke bare på rummissioner, protein er efterspurgt. Forskningsresultaterne kan bruges i andre sammenhænge, for eksempel til fremstilling af proteiner med helt særlige egenskaber til brug i fødevare­industrien eller til proteinpulver som det, der kan købes i dyre domme i Matas.

DTU-forskerne håber da også, at proteinerne fra bakterierne på sigt kan blive en del af en bæredygtig fødevareproduktion:

»Kød er ekstremt dyrt at producere – både ressourcemæssigt og miljømæssigt. Derfor må vi gå andre veje,« siger Peter Ruhdal Jensen.

»Vores udgangspunkt er, at produktionen af fødevarer skal effektiviseres, så vi kan brødføde befolkningen fremover. Det kan vi blandt andet gøre med mikrobiel produktion.«

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Tak for en fin artikel. Bio er ellers et forsømt område i journalistikken. Danmark har en stor tradition i biologisk forskning som da også lægger navn til det lidt ældre værk Biologisk Forskning. Biologisk forskning understøtter Danmarks to største eksport område som er landbruget og den tekniske udnyttelse af mikroorganismer (hvis man tæller det hele med, medicin, bryggeri osv.). Da jeg læste artiklen skulle jeg repetere min viden om proteinet og derfor søgte jeg på søgestrengen:

strukturniveau primær sekundær tertiær kvaternær

Den giver kun 7 hits. Så biologisk viden er åbenbart også begrænset på google?

Jeg mener at Mike Vestergaard med sin forskning virkeligt tager fat og får fat i den lange ende af tråden. Der er virkeligt noget at se frem til.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 2
  • 0

Bakterierne skal bare fodres med en form for sukker og nogle salte, så spytter de proteiner ud, som kan høstes og bruges i astronauternes kost.

Jeg forstår ikke rigtigt. Er dette bare et meget tidligt forsøg for at lære noget om bakteriers opførsel i vægtløshed?
For hvad der er brug for på en længerevarende mission må vel være bakterier, der kan indgå i et biologisk kredsløb ved at omdanne menneskelige affaldsprodukter (lort på jævnt dansk) til spiseligt protein? Evt. ved brug af energi f.eks. i form af sollys.

  • 1
  • 0

Nej, men planter er rigtigt gode til at lave lort til sukker. Så med dem som et ekstra trin har du kredsløbet.
Mennesket har heller ikke 'kun' brug for protein, så det er under alle omstændigheder nødvendigt med planter eller en anden kulhydrat- og fedtkilde.

  • 0
  • 0

Citat fra den store danske encyklopædi:

"Afføringens sammensætning, udseende og mængde afhænger af kosten. Jo flere ufordøjelige kulhydrater (cellulosefibre) kosten indeholder, jo større afføringsmængde. På en almindelig dansk kost udskilles dagligt i gennemsnit ca. 100 g, og ikke mere end 200 g dagligt. På en ren vegetarkost er afføringsmængden større — op til det dobbelte. Afføring består af vand, ufordøjede føderester, tarmsekreter, afstødte celler fra tarmkanalens indre overflade samt bakterier og deres nedbrydningsprodukter. Ca. 1/3 af afføringens tørvægt består af uorganiske stoffer, ca. 1/3 af kvælstofforbindelser, 1/6 af fedtstoffer og 1/6 af cellulose. Vand udgør normalt 75% af afføringsmængden. Farven stammer dels fra galden, dels fra føden. Lugten stammer specielt fra den bakterielle nedbrydning af proteiner, hvorved der dannes ildelugtende luftarter som svovlbrinter, indol, skatol og ammoniak. I modsætning til urinen, der er bakteriefri under normale omstændigheder, indeholder afføringen myriader af bakterier, der spiller en aktiv rolle i fordøjelsen."

Læs hele artiklen på flg. link:

http://www.denstoredanske.dk/Krop,_psyke_o...

Og nej planter opbygger ikke kulhydrat (cellulose) ud fra lort men ved hjælp af fotosyntesen og carbondioxid og vand.

Venlig hilsen Peter Vind Hansen

  • 0
  • 0

Da jeg læste artiklen skulle jeg repetere min viden om proteinet og derfor søgte jeg på søgestrengen:

strukturniveau primær sekundær tertiær kvaternær

Den giver kun 7 hits.

Mens på engelsk giver

structure level primary secondary tertiary quaternary

502'000 hits. Og "strukturniveau" alene giver kun 8'700 hits og de er stort set allesammen på tysk.

Og hvis der er andre end mig der var usikre på hvad BLA står for så skyder Google og jeg på at det er Bovine α-lactalbumin.

  • 0
  • 0

Jeg forstår ikke rigtigt. Er dette bare et meget tidligt forsøg for at lære noget om bakteriers opførsel i vægtløshed?

Jeg forstår det heller ikke. At udtrykke nogle af de mest velkendte proteiner i B. subtilis har man vel kunnet i over 30 år, så det kan næppe være essensen af projektet.

Jeg kan heller ikke se ideen i at lave protein på rumrejsen hvis man skal have bakteriesubstratet med hjemme fra.

Da jeg læste artiklen skulle jeg repetere min viden om proteinet og derfor søgte jeg på søgestrengen: strukturniveau primær sekundær tertiær kvaternær Den giver kun 7 hits.

Mens på engelsk giver structure level primary secondary tertiary quaternary 502'000 hits.

Og så er det oven i købet en dansker som har introduceret de begreber. I hvert fald de tre første.

  • 0
  • 0