Modificeret mikroalge omdanner sollys til kostbar medicin – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Nyheder > Alle nyheder > Modificeret mikroalge ...

20. maj 2016

Modificeret mikroalge omdanner sollys til kostbar medicin

Mikroalger

En særlig type mikroalge kan nu ved hjælp af genmodificering styres til at producere kostbare kemiske stoffer som kræftmedicin og meget andet blot ved at udnytte energi fra Solen. Forskerholdet fra Copenhagen Plant Science Centre på Københavns Universitet har fået udgivet en videnskabelig artikel om opdagelsen i tidsskriftet Metabolic Engineering.

Af Johanne Uhrenholt Kusnitzoff

Mikroalgekulturerne kan vokse effektivt ved tilførsel af spildevand og sollys. Foto: Institut for Plante- og Miljøvidenskab

Det er lykkedes forskere fra Copenhagen Plant Science Centre, der hører under Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet, at manipulere mikroalger til at danne komplicerede molekyler i en grad, der ikke har været mulig før. Det kan bane vejen for en effektiv, billig og miljøvenlig måde at fremstille en lang række kemiske stoffer med store anvendelsesmuligheder.

“Idéen er grundlæggende, at vi kaprer en del af den energi, som mikroalgerne producerer af sollys i deres fotosynteseanlæg. Energien omdirigerer vi til en del af cellen, der så ved hjælp af genmodificering kan producere forskellige komplekse kemiske stoffer,” fortæller postdoc Agnieszka Janina Zygadlo Nielsen, der sammen med kollegerne postdoc Thiyagarajan Gnanasekaran og ph.d.-studerende Artur Jacek Wlodarczyk har været hovedforskerne bag studiet.

Forskerne har altså genmodificeret mikroalgerne til at blive små kemifabrikker med egen strømforsyning. På den måde kan sollys ifølge forskerteamets studie omdannes til alt fra kemomedicin til bioplastik eller værdifulde smags- og duftstoffer.

Som Agnieszka Janina Zygadlo Nielsen forklarer, er problemet med mange af disse stoffer nemlig, at de i dag er ekstremt dyre og besværlige at lave, og derfor kun fremstilles i mindre mængder af gangen.

”Eksempelvis Taxol, der bruges som aktivstoffet i kemobehandling, må i dag udtrækkes fra barken på takstræer, som producerer stoffet naturligt. Det er en dyr og besværlig proces, men ved at få mikroalgerne til at producere stoffet kunne man komme uden om det problem,” fortæller hun.

Forskerne har modificeret encellede mikroalger som denne til at producere forskellige komplekse stoffer. Foto: Institut for Plante- og Miljøvidenskab

Bæredygtig produktion med spildevand
Thiyagarajan Gnanasekaran fortæller, at det gør gruppens mikroalge-proces ekstra interessant, at den kan forløbe kontinuerligt på vedvarende energikilder, hvilket gør den billig og bæredygtig.

”Vores studie viser, at det er muligt at optimere enzymprocesserne i cellerne kun ved hjælp af sollys, vand og CO2 ved at gro dem i transparente plastikposer i et drivhus. Teoretisk set kunne vandet sagtens udskiftes med spildevand, hvilket kunne gøre produktionen endnu mere miljøvenlig, for hvis vi kan genbruge spildevandet fra industrien og byerne til at producere for eksempel medicin, så ville det da være positivt,” pointerer han.

Agnieszka Janina Zygadlo Nielsen tilføjer:

“Hvis vi kan skabe et lukket system, der producerer de kemiske stoffer ud fra vand, sol og CO2, så er det på den lange bane fuldt ud konkurrencedygtigt med metoderde, man bruger i dag, hvor det primært udvindes fra planter eller produceres af gærceller og colibakterier. Teoretisk set bør det være billigere at bruge vores metode end at skulle tilsætte en masse sukker, som de konventionelle kulturer af gærceller og E. coli blandt andet behøver for at fungere.”

Mikroalgerne dyrkes i store, gennemsigtige plastikposer i drivhuse med naturligt lys. Foto: Institut for Plante- og Miljøvidenskab

Potentiale til storproduktion i fremtiden
Metoden med mikroalgerne har dog stadig nogle begrænsninger, for som Thiyagarajan Gnanasekaran forklarer, skal mikroalgerne bruge en stor del af det sollys de opfanger til at holde deres egne livsprocesser i gang:

”Det er svært at producere store mængder af de ønskede stoffer i mikroalgerne, fordi de samtidig skal producere energi nok til sig selv, da de jo er afhængige af fotosyntesen for at kunne fungere. Men netop derfor giver det god mening at få dem til at producere de særligt værdifulde stoffer, som det godt kan betale sig at producere i relativt små mængder af gangen, som netop medicin.”

Forskerholdet regner dog med, at udviklingen inden for genetiske værktøjer og metoder til modificering af mikroalger vil betyde, at det i fremtiden vil kunne betale sig at fremstille flere stoffer ved hjælp af sollys og ikke kun de mest kostbare.