n BIOTEKNOLOGI Af Anders Østerby Mønsted og Anne Wärme Lykke, DTU Biosustain Den danske startup-virksomhed Mycropt har opfundet en tretrinsraket til at optimere proteinproduktionen ved fermentering i bakterier. - Op mod 50 procent af alle proteiner folder ikke korrekt. Det er et kæmpe problem i industrien, men vi tror på, at vi kan hjælpe virksomhederne med vores forskningsbaserede metoder, siger Maja Rennig, der er teknisk direktør for Mycropt og postdoc på The Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability, DTU Biosustain. Proteinproduktion via specialdesignede bakterier er ofte dyrt, og fejlslagne fermenteringer med lav produktion, dårligt udbytte og ukorrekt foldede proteiner koster mange arbejdstimer at rette op på. Mycropts teknologi er baseret på tre trin: forøget produktion, effektiv energiudnyttelse og sikring af højkvalitetsproteiner. Med deres konsulentbaserede ydelser og denne teknologiske tretrinsraket vil Mycropt optimere virksomheders proteinproduktion. Mycropt er spundet ud af The Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability ved DTU og består – udover teknisk direktør Maja Rennig – af medstifter og administrerende direktør Morten Nørholm, som også er gruppeleder på DTU Biosustain. Firmaets øvrige medstiftere er ph.d.-studerende Jenny Landberg, professor Alex Toftgaard Nielsen, begge DTU Biosustain, samt Daniel Daley, der er gruppeleder på Stockholms Universitet. ” Et af de problemer, du ofte støder på, er, at bakterier bruger for meget af deres kulstof til at vokse og lave biomasse. Så det er også vigtigt at afkoble produktionen fra væksten Ideen bag en af Mycropts teknologier opstod for godt ti år siden, da Morten Nørholm og Daniel Daley opdagede en måde at optimere udtrykket af proteiner i produktionsværten Escherichia coli (E. coli). Værktøj 1: Høj produktion Først identificerede de en række interessante membranproteiner, der var svære at udtrykke. Påbegyndelsen af translationen fra RNA til protein afhænger af en såkaldt translations-initierings-sekvens. Denne sekvens afgør, i hvor høj grad cellen ”vælger” at translatere genet. Derfor udviklede de et bibliotek over sekvenser, der teoretisk ville føre til høj produktion af proteinerne. Men forskerne manglede stadig et system til at teste, hvilke af de teoretiske start-sekvenser der vil være den mest succesfulde i praksis. - På det her tidspunkt havde vi et stort bibliotek for hvert gen, men vi havde ikke en smart måde til at finde de bedste start-sekvenser og dermed de bedste producenter, siger Morten Nørholm. Den lille nyopstartede virksomhed Mycropt har udviklet en teknologi, der virker i den vigtige proteinproduktionsvært E. coli. Her kom Maja Rennig ind i billedet, og sammen med Morten Nørholm udviklede hun et system, som koblede høj produktion af et givent protein til overlevelse over for et antibiotikum. Det smarte ved systemet var, at produktionen var direkte proportionel med bakteriens overlevelse. De bakterier, der overlevede ved de højeste koncentrationer af antibiotika, var således de bedste producenter. - De andre designs på markedet på det tidspunkt var afhængige af, at du selv lavede en form for ”tag” på proteinet eller en struktur på DNA’et for at finde vinderklonen. Vi lavede et design, som var uafhængigt af protein og strukturen, og det var nyt, siger Maja Rennig. Værktøjet har de kaldt ExpressOpt og er vist at virke i vigtige proteinproduktionsværter som eksempelvis E. coli, Bacillus subtilis og Lactococcus lactis. Værktøj 2: Optimal energiudnyttelse Det næste skridt i optimeringen bestod i, at forskerne ville strømline kulstofforbruget hen imod proteinproduktion. Ideen gik ud på at dirigere mest muligt af kulstoffet – dvs. sukkeret i vækstmediet – ind i de synteseveje i cellen, som resulterede i det ønskede protein. 10 Dansk Kemi, 100, nr. 6, 2019 -
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her