Projektanslag

Jästceller är framtidens gröna fabriker

Jäst är bra inte endast vid bakning och ölbryggning. Forskare vid Chalmers använder jäst både för att förstå komplexa folksjukdomar och för att skapa små kemifabriker som kan tillverka grön energi, läkemedel och parfymer.

Jästmaskin

Området kallas systembiologi och har utvecklats som en följd av viktiga framsteg under 1900-talets andra hälft: beskrivningen av DNAspiralen, kartläggningen av människans hela arvsmassa och framväxten av tekniker som exempelvis kan mäta genexpression. Det har lett fram till helt nya förutsättningar för forskningen, berättar Jens Nielsen, som är professor i kvantitativ systembiologi.

– Efter åratal av grundforskning finns nu en enorm mängd data. Det betyder att vi kan börja foga samman all information utifrån en mer ingenjörsmässig infallsvinkel på biologin.

Jäst ersätter olja

Forskargruppen består av kemister, fysiker, matematiker och biomedicinare som arbetar tillsammans. De använder jästen accharomyces cerevisiae som ett modellsystem för att kartlägga cellens ämnesomsättning. Målet är att ta fram nya matematiskamodeller som kan användas för att designa effektiva cellfabriker där man kan tillverka allt från plaster och läkemedel till miljövänliga bränslen.

– Vi kan styra jästen till att skapa en mängd olika kemikalier som kan ersätta en del av dem som i dag baseras på olja. Det är stimulerande att bidra till ett mer hållbart samhälle, säger Jens Nielsen.

I laboratorierna snurrar lösningar med jästsvampar runt i glasbehållare. Merparten av den dyrbara utrustningen är inköpt med stöd från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse dels genom det stora SweGene programmet, som pågick mellan 2000 och 2005. Nya spännande vetenskapliga rön kommer i snabb takt. En normal biprodukt från jästsvamp är etanol.

Alternativa bränslen

Nu har Nielsen och hans medarbetare lyckats skräddarsy en gensekvens och tagit fram en speciell jäst som i stället tillverkar diesel. Än så länge är allt i liten skala, men tanken är att effektivisera tekniken för att nå storskalig produktion.

– Det här är forskning som är högintressant för världens stora energibolag med tanke på efterfrågan på alternativa bränslen. Samarbetet med näringslivet är nära och givande. Bland annat har forskarna kunnat utveckla en jäst som på sikt kan producera bättre plast ämnad för blöjor och andra hygienprodukter.

Effektivt modellsystem

Jästcellerna bidrar också till att förstå komplexa folksjukdomar som cancer, diabetes och hjärt- och kärlbesvär. Det är sjukdomar som inte orsakas av enstaka ”felande” gener, utan snarare beror på en obalans mellan ett stort antal gener och olika miljöfaktorer. Med jästen som modellsystem kan man börja kartlägga sjukdomsmekanismer som i dag är fördolda.

– Vi kommer kanske redan inom en femårsperiod kunna främja patienterna genom att förbättra designen av kliniska studier och definitionen av patientgrupper. Det kan innebära färre läkemedelsbiverkningar, effektivare behandling, säkrare vård och minskade samhällskostnader, säger Jens Nielsen.

_________________________________________________________________________________                                                                                            

– Stiftelsen lade redan med stödet till SweGene grunden till en teknisk plattform av enorm betydelse för att Sverige ska kunna konkurrera inom den nya biologin. Anslaget till vår forskning kan ses som en god och betydande uppföljning. Utrustning av laboratorier är mycket resurskrävande. Nu har vi fantastiska förutsättningar att på basal nivå förstå cellernas grundläggande mekanismer med en lång rad tillämpningar inom vården och industrin.

Jens Nielsen, professor i kvantitativ systembiologi, Chalmers tekniska högskola

 

Text Nils Johan Tjärnlund
Bild Magnus Bergström