Studerende vil skabe råstofbakterier til fremtidens astronauter
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Når du tilmelder dig nyhedsbrevet, accepterer du både vores brugerbetingelser og at Mediehuset Ingeniøren og IDA group ind i mellem kontakter dig angående events, analyser, nyheder, tilbud etc. via telefon, SMS og e-mail. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Studerende vil skabe råstofbakterier til fremtidens astronauter

Forskningsudstyr, mad og medicin er tungt og dermed dyrt i brændstof, når astronauter skal have det med på rummissioner.

Et tidligt billede af bioreaktor-opstillingen i lille skala. En dialysepose indeholder Bacillus subtilis. Uden om vil mediet være grønt på grund af cyanobakterien Synechoccocus elongatus. Da billedet blev taget, var cyanobakterien endnu ikke begyndt at gro, og derfor er mediet stadigvæk gennemsigtigt. Foto: Team CosmoCrops, iGEM 2016

At kunne producere fornøden­hederne, når man kommer frem, ville derfor være en stor fordel, og det vil måske kunne lade sig gøre ved at bruge bakteriefabrikker.

Det fortæller Joachim S. Larsen, kandidatstuderende på Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet, som til oktober dyster i verdensmesterskabet i syntesebiologi, iGem, sammen med ni andre studerende i gruppen Cosmo­Crops.

Plader med cyanobakterier. Efter at cyanobakterierne har groet, er de blevet udsat for lavt tryk i forskellige tidsperioder. Pladen til højre har været udsat for lavt tryk i længst tid, og derfor er der flere cyanobakterier, der dør. Dette kan ses på den gule farve. Foto: Team CosmoCrops, iGEM 2016

Nemmere og billigere

»Vi vil gøre det nemmere og billigere at udforske rummet. I stedet for at tage en masse ting med sig ved missioner eller bosættelser på andre planeter, kan vi bruge syntesebiologi,« siger han.

Læs også: Nye teknologier gør biologi til en ingeniørdisciplin

Forskergruppens bredtfavnende kompetencer inden for bl.a. plante­videnskab, matematik og fysik har bragt dem frem til den idé at få bakterier til at udløse den kæde af handlinger, der i sidste ende fører til det ønskede produkt.

Som udgangspunkt har de taget cyanobakterien Synechococcus elongatus, der udgør grundsuppen på fabrikken. Den stortrives i en tank med det saltholdige medie BG11, hvorfra den mæsker sig sollys og CO2 og producerer sukrose, som den udskiller i mediet.

Bioplast til 3D-printere

Disse sukkerstoffer er bakterien Bacillus subtilis glad for at spise sammen med små mængder andre næringsstoffer, og når den er mæt, kan den producere bioplast – eller hvad man ellers har brug for og har modificeret bakterien til.

Dette billede viser, hvordan cyanobakterien gror i forskellige saltkoncentrationer (fra 0 til 300 mM set fra venstre til højre) Foto: Team CosmoCrops, iGEM 2016

I gruppens proof-of-concept vil bakterien producere bioplasten P(LA-co3HB), som kan bruges i 3D-printere som den, der allerede findes på Den Internationale Rumstation.

»Så skal man ikke have alting med fra begyndelsen, men kan producere det nødvendige på vejen eller ved ankomsten. Udgangspunktet er en pose pulver med B. subtilis-­sporer, som begynder at gro, når den bliver hældt i tanken,« forklarer Joachim S. Larsen.

Selve cyanobakterierne kan man have med enten på agarplader eller som en lille flaske med BG11-medie, hvorefter man kan putte dem i bioreaktoren, når man skal have gang i den.

Læs også: Rumbiolog: Bakterier skal hjælpe astronauter med at leve på Mars

Godt gang i reaktoren

Foreløbig er gruppen ved at have fået godt gang i deres bioreaktor, hvor 500 ml cyanobakterier skal producere sukker. Ideen er så, at astronauterne med en sådan reaktor om bord før ankomst kan begynde at sænke andre bakterier ned i suppen og påbegynde produktionen.

Gruppen arbejder med en løsning, hvor de forskellige stammer af B. subtilis kan sænkes individuelt ned i cyanosuppen i små dialyseposer og erstattes med andre stammer, når et andet stof skal produceres, f.eks. til medicin eller vitaminholdige fødevarer som kunstigt kød.

Joseph Parker, stud.scient. i biokemi, tager prøver af cyanobakterien for at se, hvor meget og hurtigt de gror. Foto: Team CosmoCrops, iGEM 2016

Dialyseposerne er anvendelige, da der i første omgang blot er tale om et proof-of-concept, men til en ‘rigtig’ rumreaktor skal der flere bakterier til, formentlig i form af en 5-10 liters tank med en bakterie­densitet på 8*10^8 celler pr. ml. Til denne skala vil der blive brug for en slags membran, der kan holde de to bakterietyper så adskilt, som det lader sig gøre, når de stadigvæk skal have føde, men som setuppet er nu, kan det klares med dialyseposer.

Ulempen er, at processen tager tid. Joachim S. Larsen vurderer, at det vil tage en uge til halvanden at producere bioplast nok til at producere f.eks. en hammer eller en skruetrækker. Derfor er metoden mest egnet til de længere missioner eller bosættelser.

Læs også: Forskergruppe producerer medicin af sol og tobak

Indtil nu har de studerende bevist, at B. subtilis gerne vil spise cyanobakteriernes menu, og næste skridt bliver så at manipulere B. subtilis-stammerne, så de får flere formål og kan tåle rumvejret.

Det foregår bl.a. i Mars-kammeret på Niels Bohr Institutet, som simulerer stråling, tryk og andre elementer af det barske rumvejr omkring den røde planet og i rummet.

Fouzia Hamid er i gang med at lave plader med LB-medium (LB-medium er et rigt medie, som kun bliver brugt til at have en back-up af cellerne). Foto: Team CosmoCrops, iGEM 2016
Mars-kammeret på Niels Bohr Institutet. Kammeret kan styre parametrene temperatur, tryk, (UV-)stråling og den atmosfæriske sammensætning (dog kun i normalt tryk for det sidste). Foto: Team CosmoCrops, iGEM 2016

Håbet er at gøre bakterierne så modstandsdygtige, at de også vil kunne overleve en rigtig mission.

Til oktober går turen til Boston, hvor universitetet skal konkurrere med 300 andre fra hele verden i den tværfaglige konkurrence iGem (the International Genetically Engineered Machine Competition).

Allerede i juni fik forskergruppen dog sit første officielle skulderklap, da projektet blev kåret som Nordens bedste under den nordiske iGem-konference i Stockholm. Her var ni af de ti deltagende nordiske universitetshold samlet, og det blev altså CosmoCrops, der løb af med diplomet og den gyldne vandrepipette.

»Vi går stærkt efter at få guld, og det mener vi også, at vi kan opnå. Det er et ret ambitiøst projekt, og vi håber at få tid til at gå videre med det efter konkurrencen,« siger Joachim S. Larsen.

Kommentarer (0)