Syntesebiologi

Har du nogensinde overvejet hvad det egentlig er du består af? Og at alt hvad du er lavet af har udviklet sig fra én befrugtet celle?

 Syntesebiologi er et felt inden for biologien som beskæftiger sig med, kunstigt, at syntetisere, eller danne, komplekse biologiske forbindelser ud af simple kemiske stoffer. Lidt ligesom hvis man skal bygge et kæmpe Legoslot ud af en masse små klodser.

Planter laver medicin

Rigtig mange planter danner giftstoffer, for at beskytte sig imod græsædere, insekter, svampe og bakterieinfektioner. Nogle af disse giftstoffer kan vi bruge som medicin. Hvis man bruger stofferne i de rette mængder kan de virke effektivt imod en sygdom og ikke som en gift. Der er dog kæmpe forskel på hvor meget af det relevante stof planten danner. Nogle danner meget, og man kan nøjes med få planter for at have nok medicin. Andre gange skal der bruges, hvad der svarer til en hel skov for at få nok medicin til at behandle et enkelt menneske. I sidstnævnte tilfælde er behandlingen alt for omkostningsfuld og omstændig at fremstille. Desuden kan det stof som man skal bruge være svært at udvinde så det er helt rent. Ofte vil der være en masse andre stoffer til stede som er svære at rense fra. Så kan det være rigtig smart at kunne producere stoffet i et laboratorie. Hvis stoffets kemiske opbygning er kendt, så kan det gøres – i nogle tilfælde! Syntesevejen kan dog være så indviklet at det er helt umuligt (endnu i hvert fald) at efterligne og dermed danne stoffet kunstigt. Derfor er der rigtig mange forskere som arbejder med at syntetisere, ellers biologisk fremstillede stoffer, i laboratoriet og de bliver hele tiden bedre til det. Nedenfor kan du læse om nogle studerende som lægger al deres energi i at blive dygtige til at lave medicin ved hjælp af biosyntese.

Case: iGEM – et kuffertlaboratorie i Rummet

Biosyntese er et meget populært felt indenfor syntesebiologien og mange studerende vælger at arbejde med emnet i deres studier på universitetet. iGEM (International Genetically Engineered Machine competition) er en årlig tilbagevendende international konkurrence, hvor studerende fra hele verden dyster i at opfinde nye, smarte teknologiske tiltag som kan fremme vores livskvalitet. 

I 2018 har studerende fra Københavns Universitet i Danmark deltaget i iGEM og vundet en pris for et projekt som omhandler syntesebiologi. Projektet var dog ikke lavet til at fungere på jorden, men på rumfartøjer. De studerende har udviklet en idé, som tager udgangspunkt i nogle af de udfordringer som der er i at rejse til Mars, uden medicin. De foreslår at man kan bruge bakterien E. coli, til at lave den medicin som man har brug for. Derfra kan man oprense stoffet direkte fra bakterierne. E. coli, en hurtigt voksende bakterie, som er velkendt i mange biologiske sammenhænge, også findes den helt naturligt i vores tarme. Ovenikøbet behøves der ikke et helt laboratorie til at gennemføre processen, det er faktisk muligt, at have alt der skal bruges med i en lille kuffert, så man kan lave sin medicin hvor som helst. Det er smart fordi, det ikke er muligt at medbringe al den medicin man evt. får brug for og holdbarheden ofte er kort. En rumrejse til Mars vil tage flere år og derfor vil en syntesekuffert give god mening.

Kilder her og her

Eksempler fra den virkelige verden:

En svamp laver medicin

Man kan lave kunstig insulin på flere forskellige måder. Den mest benyttede metode er ved at bruge gær. Gær er en encellet organisme, faktisk en svamp, som du kender fra bagning. En lille klump gær på 50 gram indeholder 500 milliarder celler. Forskerne har fundet ud af at hvis de giver gær genet for insulin, så begynder gærcellerne at danne insulin, som vi kan høste og bruge som medicin til patienter med sukkersyge. En lille mængde gær kan producere nok insulin til tusindevis af mennesker.

Fingerbøl som hjertemedicin

Planten fingerbøl, af slægten digitalis, laver stoffet Digoxin, som har effekt på hjertets rytme. Den rette mængde kan redde liv, men bare en smule for meget kan slå ihjel. Derfor er det vigtigt at dosere stoffet i rette mængde.

Taks som kræftmedicin

I barken fra takstræet findes et stof som er super effektivt mod kræft. Der er dog flere ulemper. For det første danner takstræet først det effektive stof efter det har vokset nogle år. Dernæst skal man fælde enormt mange træer for at få nok medicin til en enkelt behandling. Denne behandlingsform er derfor langvarig, dyr og ikke spor bæredygtig.

Pssst! Hør meget mere om syntesebiologi fra den seje forsker Camilla Knudsen Baden. Der ligger et interview med hende her på forsiden.