Syntetisk biokemi kan lave biobrændstof og medicin uden levende celler

At få levende organismer til at makke ret er ikke en let opgave. Det måtte en gruppe forskere fra det amerikanske universitet UCLA sande, da de gav i lag med opgaven.

Planen var at få bakterier til at producere biobrændstof ved at fodre dem med sukker, men sådan arbejder bakterier ikke nødvendigvis. De producerer det, de er sat i verden for, og hvis det skal være anderledes, må der større indgreb til.

James Bowie, som er professor i kemi og biokemi og leder af forskningsgruppen, siger til universitetets nyhedsside, at gruppen derfor har tænkt sig helt at droppe at involvere levende organismer i arbejdet, og går i stedet efter at producere de ønskede stoffer ved hjælp af syntetisk biokemi.

»Vi ville bare gerne have foretaget et bestemt sæt kemiske transformationer, så vi besluttede os for at smide cellerne væk og bare bygge de biokemiske trin i en kolbe. Vi fjerner helt den irriterende celle,« fortæller James Bowie.

»Når vi ikke behøver at bekymre os om at gøre cellerne glade, så er det nemmere at omorganisere de ting, vi har lyst til,« argumenterer James Bowie.

Og det, som forskerne havde lyst til, var i første omgang at rendyrke mere end 20 både naturligt forekommende og konstruerede enzymer i forskellige kombinationer og koncentrationer og gav dem et skud glukose.

I den ideelle verden ville celler omdanne 100 procent af sukkeret til f.eks. brændstof, og det er da også muligt at nå 70 procent ved at få gærceller til at producere ethanol. Ifølge James Bowie er dette høje udbytte dog nået gennem mange års arbejde med øl og vin, og så lang tid har man typisk ikke til at arbejde på de nye ting.

Når det gælder bionedbrydelig plastic, har gruppen opnået et udbytte på 90 procent, men der er stadigvæk nogle udfordringer. Bl.a. skal systemet gøres så robust, at det kan fungere i storskala.

Gruppen understreger, at metoden f.eks. kan bruges til at producere smagsstoffer, dufte og på et tidspunkt altså måske også biobrændstof.

Morten Nørholm, seniorforsker på DTU Biosustain, fortæller, at metoden endnu er lige lovligt ufrugtbar til, at DTU Biosustain endnu har taget den i brug.

»Men der er bestemt perspektiver i den forudsigelighed, man får, når man producerer uden for levende celler,« siger han og fortsætter:

»Celler vil som udgangspunkt altid forsøge at modarbejde de ændringer, du prøver at lave, så det vil være nemmere at undgå cellen. Men det er en meget kompliceret proces at kopiere de biokemiske processer og skabe f.eks. kunstige ribosomer og sætte de rette aminosyrer sammen, og så er udbyttet endnu meget lavt.«

På DTU Biosustain arbejder Morten Nørholms gruppe med at omdanne levende celler og få dem til at producere f.eks. medicin og derpå sælge dem til medicinalvirksomheder.

»At producere de biokemiske trin er stadigvæk meget dyrt, men det kan måske betale sig at bruge metoden til de meget dyre medicinprodukter. Der er vi dog ikke endnu, men jeg tror helt klart, at det er en metode, der vil vinde mere indpas,« siger Morten Nørholm.

Resultaterne er publiceret i Nature Chemical Biology.