Herold

Ny metode kan få bakterier til å stoppe seg selv dersom de havner på feil sted.

Genmodifiserte bakterier kan gjøre stor nytte i industri og medisin.

De kan brukes til å produsere alt fra medisiner og enzymer til biodrivstoff, kjemikalier og biologisk nedbrytbar plast.

Men teknologien har også en innebygd risiko: Hva skjer hvis bakteriene slipper ut av miljøet der de skal være?

Nå har forskere ved Seoul National University i Sør-Korea utviklet en mulig løsning. De beskriver den som en ny type biologisk sikkerhetsbryter. Studien er publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Nucleic Acids Research.

Skal stoppe bakterier på avveie

Målet er å gi genmodifiserte bakterier en innebygd «nødbrems».

Hvis bakteriene havner utenfor laboratoriet, fabrikken eller behandlingen de er laget for, skal systemet kunne gjøre dem ute av stand til å overleve.

Forskerne kaller metoden eEGM. Det er en CRISPR-basert metode som retter seg mot gener bakterien er helt avhengig av.

Endrer startpunktet i genene

Vanlig CRISPR blir ofte omtalt som en gensaks, fordi teknologien kan klippe i DNA.

Denne metoden fungerer annerledes.

Forskerne bruker en variant som kalles base-redigering. Den gjør små, målrettede endringer i bakterienes genetiske kode.

I denne studien endret forskerne startpunktet i gener bakteriene trenger for å overleve. Når startpunktet blir ødelagt, får ikke bakterien satt i gang produksjonen av livsviktige proteiner.

Dermed mister bakterien evnen til å overleve – uten at DNA-et kuttes opp slik det kan gjøre med vanlig CRISPR-Cas9.

Skrur av knappen

En enkel måte å forklare det på er at forskerne ikke river i stykker bakterienes bruksanvisning.

De endrer startknappen i noen av de viktigste instruksjonene.

Da ligger arvestoffet fortsatt der, men bakterien klarer ikke å bruke instruksjonene den trenger for å leve.

Seoul National University beskriver metoden som å slå av bakterienes «strømknapper» for overlevelse.

Testet på E. coli

Forskerne testet metoden på flere typer E. coli-bakterier.

Blant dem var en vanlig laboratoriestamme, en stamme som er relevant for industriell bruk, og den probiotiske stammen Nissle 1917.

I forsøkene rettet forskerne systemet mot tre livsviktige gener samtidig: holA, ftsB og dfp. Da sikkerhetsbryteren ble aktivert, falt antallet bakterier som klarte å unnslippe til svært lave nivåer.

Én av 100 millioner

Ifølge studien klarte høyst én av 100 millioner bakterier å slippe unna under forsøket.

Forskerne skriver at systemet ikke ga målbare forstyrrelser i bakterienes produksjon av fremmede proteiner. Det er viktig dersom slike bakterier skal brukes til å lage medisiner, enzymer eller andre produkter.

Kan få betydning for medisin og industri

Genmodifiserte mikroorganismer brukes allerede i bioteknologi og forskning.

I fremtiden kan de få enda større betydning i produksjon av legemidler, bærekraftige kjemikalier og levende behandlinger i kroppen.

Da blir sikkerhet avgjørende.

Forskerne mener den nye metoden kan bli en plattform for tryggere bruk av genmodifiserte mikroorganismer i både industri og biomedisin.

Ikke klar for bruk ennå

Resultatene er lovende, men teknologien er ikke klar for bred bruk.

Forsøkene er gjort i kontrollerte laboratoriemiljøer. Forskerne skriver selv at metoden må testes videre i mer kompliserte biologiske miljøer.

De nevner også praktiske begrensninger. Metoden må tilpasses ulike bakterier, og den avhenger av at forskerne finner riktige steder i DNA-et å endre.

– Stort potensial

Professor Sang Woo Seo ved Seoul National University sier at studien viser en ny måte å kontrollere om bakterieceller overlever.

– Vi mener denne teknologien har stort potensial som en neste generasjons plattform for biosikkerhet, sier Seo i en pressemelding.