Læsetid 4 min.

Der er guld gemt i den grønlandske is

Extremofile organismer, der lever i isen, gemmer på bioteknologisk guld
11. februar 2002

Extremofiler
Antarktis leder umiddelbart tankerne hen på noget hvidt og meget koldt, måske en enkelt pingvin, men ellers is og kulde. Kan liv overhovedet eksistere i en sådan isørken?
Det gør det, og ikke kun i form af trimletykke pingviner. Masser af små encellede bakterier og mikroskopiske planter fanges når havet fryser til is, og bliver i løbet af kort tid nødt til at omstille sig til helt nye omgivelser.
Et miljøskifte der vil noget. Når havvand fryser skilles saltet fra og ophobes i små kanaler eller porer inde i isen. Her fanges og opkoncentreres en flora af meget forskellige små organismer, der fra havvandets relativt lave saltindhold skal vænne sig til en meget koncenteret saltlage. Der er en rig fauna af alger, fladorm, små rejer og bakterier, som kaldes extremofiler fordi de kan leve under meget vanskelige betingelser.
På Bioteknologisk Institut har man de praktiske grise briller på og prøver at servicere erhvervslivet.
»I extremofile bakterier findes der nogle enzymer og andre bioaktive stoffer, som er aktive ved de ekstreme temperaturer, surhedsgrader og saltholdigheder, som gør dem interessante,« siger Peter Stougaard, der leder Afdeling for Enzymteknologi.
»Man kan plukke gener eller enzymer ud af de extremofile og sætte dem over i en anden organisme, og på den måde producere enzymer, der kan fungere under de procesforhold som industrien gerne vil have dem til.«
Peter Stougaard har to gange været i Grønland for at fiske extremofile organismer fra så forskellige økologiske nicher som muligt f.eks. kolde og varme kilder, radioaktive kilder, havvand, mudder osv.
»Alle organismerne havner i en stor fryser som en stammesamling, og idéen er, at vi skal finde gener, de kan være interessante for industrien.«

Blød membran
For at kunne leve under forhold ned til minus 20 grader er det først og fremmest afgørende at undgå dannelse af iskrystaller. Det kan bakterier gøre på mange forskellige måder f.eks. ved at fylde deres indre med sukre eller aminosyrer, som reducerer mængden af frit vand. Men for at stofskiftet skal fungere, er det lige så vigtigt, at plasmamembranen, der omslutter cellen, holder sig blød, ’flydende’ og dynamisk.
»Det er lidt ligesom med gummi. Når det er varmt, er det blødt, men jo koldere det bliver, jo mere stift bliver det,« siger Stougaard. Kulden får bakterierne til at ændre lipidsammensætningen i membranen, så den bliver mere flydende ved de lavere temperaturer.
»Man kender det også fra vinterdæk, der har bedre vejgreb i kulde end normalt gummi,« siger Stougaard.
David Thomas fra University of Wales-Bangor, har skrevet om forholdene i isen omkring Antarktis, og beskriver i Science den 25. januar, hvordan alger ophobes i så store koncentrationer, at isen farves brun.
»Den ændrede lipid-sammensætning er ikke kun af stor betydning for algerne, men er også en vigtig del af kosten for de dyr, der græsser på algerne, fisk og pattedyr. Vinterperioden betyder en ændring af mikroorganismernes lipider, der formentlig forplanter sig til hele fødekæden.«
Der er stor bekymring for hvordan denne balance vil blive påvirket, hvis ændringer i miljøet skubber til det nuværende forhold mellem is og vand. Et nøgledyr er krill, som græsser på mikroorganismerne, og selv er en vigtig fødekilde for større dyr i havene omkring Antarktis. Forskerne frygter, at en forværring i bestanden af mikroorganismerne vil forplante sig gennem fødekæden og ramme de store dyr hårdt.

Retten til guldet
Mikroorganismerne har udviklet mange specielle strategier for at kunne klare det enorme miljøskift fra havet til isen. For eksempel afgiver visse bakterier en film af proteiner, som både hjælper dem til at hænge fast på underlaget og beskytter organismerne mod ændringer i saltholdighed og surhedsgrad i de nære omgivelser. Fotosyntetiserende alger har et system som er særligt følsom over for lys i bølgelængder, der kan trænge igennem isen, og det kan tænkes, at de udskilte proteiner kan øge isens optiske gennemtrængelighed.
Bioteknologisk er der mange spændende aspekter i de højt specialiserede organismer, der udfylder særlig ekstreme økologiske nicher. Bioteknolgisk Institut har faste samarbejdspartnere i Novozymes, Arla Foods og
Royal Greenland, der alle håber, togterne til Grønland bringer nyt bio-guld med hjem.
»De kuldetolerante/ekstreme bakterier har nogle enzymer, der er meget bedre end normalt til at omsætte stof,« forklarer Stougaard.
»For ti år siden var man helt vilde for at finde enzymer, der kunne klare vask ved høje temperaturer, men nu er tendensen vendt, og man kigger efter enzymer, der kan bruges ved lav temperatur. Så kan man forestille sig en kogevask ved 20 grader.«
Men guldet tilhører retteligen grønlænderne, og forskerne må kun bruge fangsterne til forskning og udvikling.
»Efter Rio-konventionen er det ikke længere tilladt at tage et lands biologiske ressourcer, så det er med hjemmestyrets velsignelse, at vi fisker,« siger Stougaard.
»I det øjeblik vi finder et enzym, som kan bruges kommercielt, skal der laves en specifik aftale med Hjemmestyret.«
Ingen nation ejer Antarktis, så her er der frit spil for et bioteknologisk Klondyke.

Science (2002) 25. januar side 641-44

Bliv opdateret med nyt om disse emner på mail

Vores abonnenter kalder os kritiske, seriøse og troværdige.

Se om du er enig - første måned er gratis

Klik her

Er du abonnent? Log ind her

Anbefalinger

anbefalede denne artikel

Kommentarer

Der er ingen kommentarer endnu