Novozymes-direktør om Nobelpris i kemi: En teknologi, vi bare måtte have
more_vert
close

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

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Novozymes-direktør om Nobelpris i kemi: En teknologi, vi bare måtte have

Illustration: Johan Jarnestad / The Royal Academy of Sciences

Frances Arnold svømmede mod strømmen, da hun i 1990'erne foreslog at udvikle proteiner gennem 'styret evolution'.

Dengang var den dominerende tanke, at man kunne designe specifikke proteiner siddende ved sin computer, fortæller Dane Wittrup, der er protein engineer ved MIT ifølge tidsskriftet Nature.

Frances Arnolds tanke var i stedet at efterligne naturens evolutionsprocesser i laboratoriet.

Læs også: Nobelpris i kemi gives for genetik og evolution

Den idé udløste i sidste uge en Nobelpris i kemi og har vundet frem overalt, hvor der udvikles proteiner. Ikke mindst i Danmark, hvor hendes skelsættende arbejde tidligt skabte kæmpe opmærksomhed hos verdens største enzymproducent.

»Vi så straks lyset dengang i de tidligere 1990'ere. Det var teknologi, som vi simpelthen blev nødt til at have og mestre,« siger Torben Borchert, der er direktør for forskningsområdet Discovery ved Novozymes.

Dengang arbejdede han med proteinoptimering i Novo Nordisk, før virksomhedens enzymforretning blev skilt ud i det selvstændige selskab Novozymes, og her var han i regelmæssig kontakt med Frances Arnold, da hun første gang udførte en 'directed evolution' af enzymer.

Hendes bidrag på området gør Nobelprisen yderst velfortjent, mener han.

»I min optik har hun været en stærk kandidat i mange år, og så er jeg jo bare voldsomt stolt på hendes og feltets vegne,« siger han.

Evolution i et reagensglas

Directed evolution går ud på at introducere en masse tilfældigt muterede gener til en population af mikroorganismer som svampe eller bakterier.

Hvis mikroorganismernes liv afhænger af det bestemte protein, som genet koder for, kan de herefter udsættes for et selektionspres.

Søger man for eksempel efter et enzym, der har en høj termostabilitet, kan man udsætte 100.000 muterede bakterier for trinvist stigende temperaturer, mens ændringer i genet hober sig op.

Efterfølgende vælger man de gener, der producerede overlevende mikroorganismer og dermed de mest termostabile enzymer, hvorefter processen gentages.

Læs også: DTU til biotekbranchen: Fokusér bakteriernes arbejde hvis I vil booste produktionen

I dag er metoden blevet forfinet gevaldigt, men halvdelen af Novozymes' enzymer bygger stadig på den oprindelige idé, der sejrede ved at accelerere proteinudviklingen.

Det har muliggjort udviklingen af både flere og langt mere specifikke enzymer. Et eksempel er til vaskemiddel.

Hvis vaskemidlet allerede skal virke ved 20 grader og samtidig kunne klare høje temperaturer på hylden under både rekordvarme danske somre og endnu varmere afrikanske, så skal sammensætningen af aminosyrer i enzymerne være helt specifik.

»Så har man bare brug for rigtig mange hændelser, og derfor kunne vi aldrig have fundet sådan en løsning uden de teknologier, som Frances Arnold bidrog til,« siger
Torben Borchert.

Med på beatet

I tiden før de store landvindinger måtte Novozymes og andre biotek-virksomheder udelukkende satse på at tage ud i naturen for at finde mikroorganismer, som de kunne isolere de rette gener fra.

Først i midten af 1980'erne kom virksomheden ud med et produkt, der byggede på et protein, som var blevet optimeret i laboratoriet. Dengang lavede man få genetiske ændringer, som blev testet én ad gangen.

»Det var en meget arbejdsom og langsom proces,« siger Torben Borchert.

Evolutionstankerne, som Frances Arnold var med til at udvikle tidligt i 1990'erne, gik derimod ud på at kopiere naturen. Ved at udsætte tusinde forskellige gener for et selektionspres på én gang var det muligt at kigge på et langt større antal hændelser.

Læs også: Derfor er flydende biobrændsel blevet henvist til et liv i skyggen

»Innovationen var at bruge naturens principper. Det, naturen gør, er jo så kraftfuldt. De valgte så at tage evolutionsprincipperne, flytte dem ind i laboratoriet og accelerere det hele,« siger Torben Borchert.

»Der er ikke meget, man gør her, som ikke allerede sker i naturen. De rette hændelser kan bare være sværere at finde derude,« siger han.

I Frances Arnolds oprindelige eksperimenter, lykkedes hun ifølge New York Times efter blot tre generationer med at producere et enzym, som var 200 gange mere effektivt, end det hun startede med.

Det fangede Torben Borcherts interesse, og hans område arbejdede tidligt på at videreudvikle og forfine metoden ved Novozymes.

Derfor var han dengang i regelmæssig kontakt med Frances Arnold og andre førende forskere på området, heriblandt den nu afdøde hollandske forsker Willem Stemmer, som parallelt med Frances Arnold udviklede teknologien 'DNA shuffling'.

»Det lyder lidt prætentiøst, men vi var rigtig meget med på beatet omkring directed evolution i den periode. Vi var også med til at udvikle teknologien og optimere til industriel forskning, men selvfølgelig ikke på et niveau, som de her store akademiske folk kunne,« siger Torben Borchert.

Intelligent evolution

Mens grundprincippet i dag er det samme, så er metoden blevet forbedret gevaldigt, når Novozymes udvikler enzymer. Evolutionen er blevet 'intelligent'.

Blandt andet er det nu muligt at fokusere genmutationerne på kun de bestemte aminosyrer eller steder i enzymet, der har vist sig at være gavnlige for den ene eller den anden egenskab.

Samtidig kan 3D-modeller nu foreslå, hvor et enzym for eksempel er stabilt eller ustabilt.

»Nu kan vi i princippet lave alle ændringer i et protein og kende effekten af hver af dem. Så vi kombinerer naturens metoder med viden fra alle de eksempler, vi har arbejdet med over de seneste 20 år,« siger Torben Borchert

Læs også: Novozymes bygger vaskelaboratorium i Indien i kampen mod genstridige pletter

Grundstenen er dog stadig den banebrydende forskning, som Frances Arnold bidrog til i 1990'erne, hvor evolutionen blev hældt på reagensglas.

Og hun var langtfra den eneste, der gjorde sig tankerne, dengang teknologien begyndte at muliggøre metoden, forklarer Torben Borchert.

Årsagen til, at netop hun fik den indflydelse, hun gjorde, og fik succes med at påvirke tankemåden på området for bestandigt, skyldes ikke mindst, at hun var i stand til at beskrive og fremføre ideen med en særlig klarhed.

»Mange af de her ting er komplicerede. Hun har været i stand til simpelthen at trække essensen ud af det og få lavet de forsøg i laboratoriet, som illustrerer styrken ved at kopiere naturens arbejde. Der er mange, som har arbejdet med de samme ting, men der er få, der har beskrevet det så smukt og elegant som Frances,« siger Torben Borchert.

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