Har kartlagt metan-etande mikrobe
Forskarar ved Molekylærbiologisk institutt er involverte i det første prosjektet i Noreg som går ut på å kartleggje heile arvestoffet til ein organisme.
Det dreier seg om den metan-etande bakterien Methylococcus capsulatus, eller M.cap mellom vener.
– Bakterien et metangass i staden for annan næring. Metan er det berre få organismar som kan bruke. M.cap har altså ein del eigenskapar som andre organismar ikkje har, forklarer professor Johan Lillehaug ved Molekylærbiologisk institutt.
Han har leia den norske delen av genomsekvenseringsprosjektet, som er eit samarbeid med amerikanske forskarar.
Kvart gen eit vitskapleg problem
– I 1998 kjente ein 12 gen i M.cap. No er heile genomet kartlagt, og vi kjenner 3120 gen. I kunnskap er dette eit stort steg. Men enno meir interessant er det at bak kvart gen ligg det arbeid nok til fleire doktorgrader. Kvart gen er eit stort vitskapleg problem, seier Lillehaug.
– Av dei 3120 gena, har om lag 1000 aldri vore beskrive tidlegare. Vi veit ikkje kva dei gjer. Her er det mykje å finne ut av, og sjansane er også store for kommersiell utnytting.
Methylococcus capsulatus vart først vurdert som interessant i samband med produksjon av bioprotein, til dømes til fiske- og husdyrfôr. Sidan bakterien berre brukar metan som karbonkjelde, og ikkje sukker som er det mest vanlege, er han billeg i kosten. Samstundes får ein redusert utsleppa av metangass, som medverkar til drivhuseffekten når han kjem ut i atmosfæren.
– Då UiB i si tid ville bygge ein eining for DNA-sekvensering, tenkte vi: Kvifor ikkje bruke denne organismen som ein modell for å byggje ekspertise på feltet?
Fleksibel organisme
I samarbeid med forskarar frå Mikrobiologisk institutt (no ein del av Institutt for biologi), Institutt for informatikk (bioinformatikk-gruppa) og the Institute for Genomic Research (TIGR) i USA, starta molekylærbiologane arbeidet med å kartleggje genomet til bakterien i 1998. Det har vist seg at M.cap er ein svært fleksibel organisme, som kan leve i ulike og fiendtlege miljø ved å tilpasse metabolismen til omgjevnadene. Det er mogleg å separere alle proteina i cella fysisk, hente dei ut og studere dei. Under leiing av professor Harald Jensen arbeider gruppa med dette.
– Ved hjelp av den kunnskapen vi no har om genomet, kan vi modifisere eigenskapane til bakterien slik at han kan bli effektiv i samband med bioremediering, og på den måten brukast til å uskadeleggjere farlege stoff. Men dette er enno på ideplanet, vedgår Lillehaug.
Vil lage fiskevaksine
No arbeider Lillehaug og kollegaene hans med å bruke bakterien i ein oral vaksine, som kan brukast på til dømes oppdrettsfisk.
– Kroppen er i stand til å danne antistoff mot ting du et. Det er det same prinsippet som ved allergiar. Tanken er at om denne bakterien kan bli bærar av ein vaksine, så vil ein kunne lage ein tablett som kan blandast i fôret. Det er vanskeleg å vaksinere fisk, ofte kan det vere uråd fordi fisken er for liten til å injiserast med nål, fortel han.
Gruppa har laga ei vaksine som dei no held på med å teste.
Taklar farleg miljø
– M.cap er også svært eigna til molekylærbiologiske studiar av korleis organismar taklar eksponering mot til dømes farlege metall. Vi har sett at når bakterien lever i eit miljø med høg konsentrasjon av kopar, så snur han opp-ned på heile livssyklusen sin. Nokre gen blir skrudd på, og andre blir skrudd av. M.cap har to ulike system for å oksidere metan, eitt ved høg koparkonsentrasjon, og eitt ved låg koparkonsentrasjon.
I samband med desse studiane har stipendiat Live Bruseth utvikla ein metode som bruker mikromatriser til å måle endringa i bruken av ulike gen ved forskjellige koparkonsentrasjonar. Metoden kan generelt nyttast til dømes til å ta stikkprøver av bakteriar i ein reaktor. Dersom ein skal masseprodusere bakterien for bruk i dyrefor og liknande, er det viktig å kunne overvake produksjonen.
– Dette arbeidet har ført til at vi er mellom dei største brukarane av FUGE-plattforma PROBE, og vi samarbeider med CBU. Vi stiller også kunnskap til rådvelde for firma som vil utnytte M.cap kommersielt, så arbeidet har store ringverknader, seier Lillehaug.
Studien av genomet til Methylococcus capsulatus er publisert i oktoberutgåva av PLoS Biology.