Banebrytende forskning:

Stort miljø for små mikrober

  • Mikrobiologi ved NMBU
    Foto
    Gisle Bjørneby

Det begynte som et lite laboratorium i en kjeller på Ås. I dag konkurrerer NMBU-forskerne med verdens største og beste universiteter. 

Stort miljø for små mikrober

– Konkurransen er knallhard. Med dyktige folk og faglig og økonomisk frihet til å arbeide med gode ideer, kan vi komme langt, sier Ågot Aakra. Hun er dekan og leder fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitenskap ved NMBU. KBM, som fakultetet kalles i dagligtale. 

Du kan gjerne lære deg en forkortelse til med det samme. LMG – Laboratorium for mikrobiell genteknologi. Laboratoriet som startet opp i en rotete kjeller for over 30 år siden, ble forløperen til en lang rekke prosjekter og funn som for alvor har satt NMBU på det internasjonale forskningskartet. 

1988: Nyordet «bioteknologi» 

– Mikrobiologi på Ås har en historie som går helt tilbake til før krigen. Men det var i 1988 at Norges landbruksvitenskapelige forskningsråd startet en satsing som het «Bioteknologi i landbruket», forteller Aakra. Da ble LMG etablert.  

Temaet var slett ikke nytt den gangen, heller, men uttrykket «bioteknologi» var ganske nytt. 

– Bioteknologien kommer til å få avgjørende innvirkning på miljøet. Produktene fra genteknikken vil kunne føre til ganske markert forbedring i helsetilstanden hos mennesker og dyr. Forskerne utvikler nye medisiner, ny terapi og nye midler til kontroll med smittebærere, sa daværende statsminister Gro Harlem Brundtland til Stortinget i 1989. Hun viste til Verdenskommisjonen for miljø og utvikling, som hun hadde ledet selv. Den pekte på det samme i 1987. 

Pølser, peptider og melkesyrebakterier 

Ingolf Nes gikk fra pølseforskning til stillingen som den første forskningssjefen for LMG. Han kom fra Matforsk, det som nå er Nofima. Før det hadde han arbeidet i flere år i USA, sammen med andre pionerer i kjemi og molekylærbiologi. 

Ingolf Nes - den første forskningssjefen for LMG.

Foto
Knut Werner Alsén

Meieribygningen ved NMBU, hvor forskningen på mikrobiologi startet i underetasjen.

Foto
Håkon Sparre

Han flyttet inn i underetasjen på meieribygningen på den daværende landbrukshøgskolen, sammen med fire forskere og tre teknikere. Så begynte han å forske på antimikrobielle peptider.  

Peptider er kjeder av aminosyrer; byggeklosser for alle levende celler. Flercellede organismer, som planter og dyr, produserer antimikrobielle peptider som hjelper med å beskytte dem mot virus, bakterier og sopp.  

Noen bakterier produserer også antimikrobielle peptider, som kan brukes som alternativ til antibiotika og som konserveringsmiddel i mat. Dette gjelder for eksempel melkesyrebakterier.  

– Den forskningen pågår fremdeles på LMG, forteller Ågot Aakra. 

Senere ble Nes professor, laboratoriet ble en del av Norges landbrukshøgskole og staben vokste. Mye av forskningen ble gjort på melkesyrebakterier som er viktige i ost og yoghurt. Tine, som den gangen var stort sett alene på meierisektoren i Norge, gikk inn med støtte og plasserte en av sine egne forskere – Helge Holo – på LMG. Mentaliteten var mer amerikansk enn norsk, ifølge dagens forskere. 

Banebrytende oppdagelser 

Regulert bakteriosin-produksjon – til venstre med og til høyre uten tilsatt feromon.

Foto
NMBU

– De gjorde flere helt banebrytende oppdagelser. En av de første gikk på å genmodifisere laktokokker, som er en svært sentral bakterie for å utvikle melkeprodukter. Helge Holo og Ingolf Nes utviklet da en ny metode for å genmodifisere melkesyrebakterier. Artikkelen som beskriver denne metoden, er blant de mest siterte artiklene som er publisert ved NMBU, sier Aakra. 

Den neste handlet om å rense og å karakterisere bakteriosiner. Bakteriosiner er nettopp slike antimikrobielle peptider som produseres av bakterier for å hindre andre, gjerne skadelige, bakterier i å vokse. 

– LMG var de fremste ekspertene på dette. Det kom forskere fra hele verden til LMG for å rense bakteriosiner. I LMGs første år greide altså forskerne å etablere metodikk som raskt ble tatt i bruk hos flere store, anerkjente grupper i Europa og i USA, fastslår hun. 

Bakterier som kommuniserer 

En annen viktig oppgave var hvordan bakteriene kommuniserer med hverandre ved hjelp av såkalte peptidferomoner for å regulere produksjonen av bakteriosiner. 

Bakterier snakker ikke samme språk. De sender ut små signalmolekyler for å snakke med sin egen «flokk». Slik kan samme type bakterier for eksempel bli enige om å lage bakteriosin samtidig.

Foto
NMBU

– Det var bare én artikkel i verden som hadde beskrevet noe lignende, like før. Vi var nesten først i verden på det, sier Leiv Sigve Håvarstein. 

Han kom fra USA til fast forskerstilling på LMG i 1991. Nå er han blant de mange som har gått fra LMG videre til professorstillinger ved dagens NMBU. 

Aakra og Håvarstein ramser opp viktige oppdagelser. Noen av dem er gjort ved LMG. Andre kommer fra forskere som begynte hos LMG og som har fortsatt å forske videre på andre temaer andre steder i organisasjonen. 

Internasjonalt anerkjent forskning

– Det sterke forskningsmiljøet på LMG som utviklet seg på 1990-tallet, har mye av æren for at mikrobiologien ved NMBU i dag er internasjonalt anerkjent, sier Aakra.   

Ved LMG var også internasjonalisering meget viktig. Forskerne ble raskt invitert inn i gode forskningssamarbeid i EUs første rammeprogrammer. Dermed fikk de etablert viktige og gode internasjonale samarbeid og sikret en solid posisjon utenlands.  

Dekanen har selv bakgrunn fra laboratoriet. Hun begynte på hovedfagsoppgaven sin der i 1995, i en helt annen retning enn kollegene: Hun forsket på bakterier i jorden. 

Ågot Aakra, dekan ved fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitenskap.

Foto
Håkon Sparre/NMBU

– Det som LMG har lagt vekt på, er den grunnleggende forskningen. Den langsiktige forskningen, som krever tålmodighet, der du ikke kan bestille svar om et halvt år. Grunnforskning er viktig, men det koster, og det krever at en finner de beste folkene og gir dem gode vilkår, sier hun. 

– Det har vært en stor kamp. Men jeg tror at mye av den filosofien som lå til grunn for Ingolfs laboratorium og avgreningene av det, har slått rot. «LMG-kulturen» – kulturen for forskning, der høy kvalitet i internasjonal betydning er prioritet nummer én – er en kultur som i dag ligger til grunn for hele fakultetets virksomhet. 

«Alle» bruker LMG-funn 

Morten Kjos fikk NMBUs forskningspris i fjor. Han arbeider for å forstå hvilke mekanismer som forklarer hvordan bakteriene deler seg. Bakterier er encellede organismer som formerer seg ved celledeling. 

Kjos forsker også på hvordan motstandskraft mot antibiotika – antibiotikaresistens – spres mellom bakterier. Streptokokker og stafylokokker er spesialfeltet. 

– Etter doktorgraden arbeidet jeg i Nederland i en gruppe som samarbeider med LMG, før jeg søkte meg tilbake hit, forteller han. – Her så jeg hvor sterk posisjon LMG hadde bygget opp. Alle der snakket om Ingolf Nes og hans gruppe med stor respekt. 

Leiv Sigve Håvarstein peker på hvor viktig det er å tenke langsiktig og holde høy kvalitet hele veien. I dag bruker hundrevis av laboratorier rundt om i verden det peptidferomonet Håvarstein oppdaget i 1994.  

– Resultatene vokser og gror. Alle som driver med forskning på streptokokker i dag, bruker det verktøyet som Sigve utviklet, og det som begynte med bakteriosiner på 1980-tallet, kan i dag hjelpe oss til å forstå antibiotika-resistens, sier Morten Kjos. 

Se også: Forskningsprisen 2019 til Morten Kjos (video på ekstern lenke)

Cellevegg-gjennombrudd 

Daniel Straume fungerer som gruppeleder på fakultetet nå. Han forklarer hvordan det gjøres spennende gjennombrudd i Ås-miljøet den dag i dag.

Pneumokokker (Streptococcus pneumoniae) deler seg fra én celle til to datterceller. Hvis vi forstår hva som skjer i delingssonen – det grønne området – kan vi utvikle nye antibiotika som hemmer delingen. Forskningsgruppen Molekylær mikrobiologi, med utspring fra LMG, forsker på bakterien.

Foto
NMBU

– Det siste fra oss er at vi studerer grunnleggende prosesser for hvordan en bakterie deler seg; blant annet ser vi på celleveggsyntese, sier han. Det vil si at bakteriene lager en ny cellevegg når de deler seg. Penicillin brukes for å hemme denne celleveggsyntesen. Når forskerne studerer dette, kan de kanskje finne muligheter for å utvikle nye antibiotika. 

 – Hvordan bakteriene regulerer denne syntesen, er lite kjent. Der har vi gjort et gjennombrudd i å forstå de enzymene som lager ny cellevegg, forteller Straume.  

Les også: NMBU-forskere med gjennombrudd i forståelsen av bakteriell celledeling 

Hard konkurranse 

Konkurransen mellom verdens beste forskere og forskningsinstitusjoner er stor. I dag hevder KBM seg meget godt, mener Ågot Aakra. 

– Vi har gode folk som får prosjektmidler, og dette har gjort oss konkurransedyktige. De miljøene som Håvarstein, Kjos og Straume  konkurrerer med, er de største og beste i verden, sier hun. 

– Konkurransen er hard, og det skal den være for at forskerne skal få frem det beste i hverandre. Vi må levere på toppnivå. Ikke bare for å vinne prosjekter, men også for å kunne bidra til å løse problemer som antibiotikaresistens. Du må være dedikert, og du må være veldig god! erklærer hun. 

Relatert innhold
NMBU-forskere med gjennombrudd i forståelsen av bakteriell celledeling

NMBU-forskere med gjennombrudd i forståelsen av bakteriell celledeling

Forskere ved NMBU har avdekket ny kunnskap om hva som skjer i bakterier når de deler seg og hvordan dette har sammenheng med antibiotikaresistens. Funnene er publisert i det anerkjente tidsskriftet PNAS.

Prestisjeprosjekt om økonomisk viktige kjemiske prosessar tildelt NMBU og UiO

Prestisjeprosjekt om økonomisk viktige kjemiske prosessar tildelt NMBU og UiO

Industrien bruker store ressursar på å omdanna enkle molekyl med hydrogen og karbon til viktige råvarer for nyttige produkt, som plast og tekstilar. Klarer det internasjonale forskarteamet CUBE (Unravelling the secrets of Cu-based catalysts for C-H activation) å finna katalysatorar som gjer prosessen enklare, kan det spara miljø og ressursbruk globalt svært mykje.

Published 22. mai 2020 - 13:54 - Updated 25. mai 2020 - 9:45