Professor Lone Grams forskergruppe har opdaget bakteriegener, der tyder på, at mange bakterier kan producere langt flere gavnlige stoffer, fx antibiotika, end vi hidtil har troet. Men hvordan ’tænder’ vi for produktionen? Det skal de kommende års forskning finde ud af – godt hjulpet på vej af Villum Kann Rasmussens Årslegat på fem mio. kr.
 

Af journalist Lotte Krull, DTU

I fryserne på DTU Systembiologi opbevarer professor Lone Gram en unik samling af bakterier. De ældste stammer fra Victoriasøen i Afrika, hvor hun i 1986 var på feltarbejde i forbindelse med sit ph.d.-projekt. Men de bakterier Lone Gram sammen med sin forskergruppe ofrer mest opmærksomhed på i dag, er dem, hun indsamlede under det store videnskabelige havtogt Galathea3 i 2006-07. Over 2.000 forskellige bakteriestammer blev hentet op af havet dengang og gemt med ét formål for øje:

"At finde de egenskaber, der er gavnlige for mennesker"

Lone Grams forskergruppe har efter togtet vist, at mange af bakterierne har et antibiotisk potentiale eller producerer bioaktive stoffer, der kan påvirke vores immunsystem eller har en anti-cancer-effekt.

Denne forskning får nu et stort skub på vejen, da den 55-årige professor modtager Villum Kann Rasmussens Årslegat til Teknisk og Naturvidenskabelig Forskning 2016 på fem mio. kr. Legatet skal bl.a. bruges til yderligere forskning i bakterierne fra Galathea3-togtet.

"Vi må tænke på det økosystem, bakterierne kommer fra. Vi må forstå det og efterligne det, hvis vi skal få glæde af bakteriernes egenskaber"

Lone Gram

Gener afslører potentiale

Da genomsekventering blev en mulighed udvalgte Lone Gram og forskergruppen 40 lovende bakterier fra Galathea-ekspeditionen for at se, hvad deres DNA kunne afsløre. Og de blev overrasket:

”Nogle af bakterierne ser ud til at have et kæmpe genetisk potentiale for at producere bioaktive stoffer. Potentialet er op til fire gange så stort, som det antal stoffer vi har fundet i laboratoriet. Vi har med andre ord fundet en samling af gener, som med meget stor sandsynlighed er ansvarlige for spændende stoffer, men som ikke bliver produceret under de forhold, vi hidtil har udsat bakterierne for. Generne bliver ikke udtrykt. I den videnskabelige verden kalder man dem for ’silent gene clusters’. Spørgsmålene vi stiller os selv er nu: Hvad skal der til for at få disse ’silent gene clusters’ til at udtrykkes?”

Lone Grams CV

2013: Medlem af Det Frie Forskningsråd|Natur og Univers, næstformand i 2014 og formand siden 2015
2013: Professor ved DTU Systembiologi
2010: Professor ved DTU Fødevareinstituttet
2009: Gæsteforsker ved Havard Medical School i Boston
2008: Modtager forskningspris fra Fritz Kaufmanns Mindefond samt Tagea Brandts Rejselegat
2006-07: Galathea3 forskningstogt
2007: Forskningsprofessor ved DTU Aqua og DTU Systembiologi
2000: Forskningsrådsprofessor ved Danmarks Fiskeriundersøgelser
1994-99: Tre ophold på som gæsteforsker på University of New South Wales, Australien.
1993: Seniorforsker ved Danmarks Fiskeriundersøgelser
1988: Forsker ved Fiskeriministeriets Forsøgslaboratorium
1989: Lic.agro. (ph.d.) i mikrobiologi
1985: Kandidat i levnedsmiddelvidenskab (cand.brom.) fra Den Kongelige Veterinær- og Landbohøjskole

Nye resultater på vej

Lone Grams forskergruppe er allerede langt med at finde svarene, og den næste artikel er klar til indsendelse til maj, når en af hendes fem ph.d.-studerende afleverer sin afhandling.

”Vi mener, at svaret ligger i at ændre de betingelser, vi dyrker bakterierne på. De er taget fra naturen, hvor de lever af komplekse kulhydrater og sammen med andre mikroorganismer. I laboratoriet rendyrker vi dem til monokulturer. Vi giver dem aminosyrer og glukose, men alt dette er langt fra deres naturlige betingelser. Er det derfor, disse gener ikke bliver udtrykt?”

Lone Grams ph.d.-studerende har ladet bakterier vokse op på kulhydratforbindelsen kitin, som findes i naturligt i havet, bl.a. består skaldyrenes skaller af kitin. De gener, der forventes at kode for nye bioaktive stoffer, blev opreguleret ved dyrkning på kitin.. Det vil sige, at der er en god chance for at generne er blevet udtrykt. Men hvad har de så produceret?

”Vores kolleger er lige nu ved at analysere, om det har ført til, at bakterierne har produceret nye stoffer.”

Det store håb er, at det er nye stoffer, der har en antibiotisk eller anden gavnlig effekt. Når forskergruppen står med nye stoffer, deler de dem med internationale samarbejdspartnere, der undersøger dem for anti-cancereffekt og anti-Alzheimer-effekt.

Mikrobiolog i fusionernes æra

Den kontante håndsrækning fra VILLUM FONDEN forstår professoren at værdsætte. Siden hun var ph.d.-studerende og dengang stampede hver en 25-øre op til sin forskningstur til Afrika, har hun søgt og søgt om penge til sin forskning.

”Fra dag ét har det været sådan, at ville jeg lave noget som helst, så skulle jeg skaffe pengene selv. Det gælder for de fleste forskere, men kan være barskt,” siger Lone Gram.

Selvom Lone Gram siden 1985 som nyuddannet levnedsmiddelkandidat er cyklet til arbejde på DTU Lyngby Campus, så var DTU i starten slet ikke hendes arbejdsgiver, men derimod Fiskeriministeriets Forsøgslaboratorium, der dengang lå på DTU-matriklen. Efterfølgende har fusioner og omorganiseringer blæst om ørerne på bakterieforskeren, så hun i perioder har kunnet skrive både Danmarks Fiskeriundersøgelser, DTU Aqua og DTU Fødevareinstituttet på visitkortet. Det ændrede dog ikke på cykelruten til arbejde. Ej heller på hendes forskningsinteresser: Bakterier i havet, i dambrug, bakteriers kommunikation, bakteriers interaktion og bakteriers probiotiske egenskaber. Den eneste forandring, hun selv har foranlediget, var overflytningen til DTU Systembiologi, hvor hun tiltrådte som professor i 2013.

Lone Grams oldefar, læge Hans Christian Joachim Gram, opfandt i 1884 den såkaldte Gramfarvning, som er en metode til farvning af bakterier. Metoden er siden anvendt verden over i forbindelse med identifikation af bakterier. Gramfarvningen opdeler bakterier i to store grupper: de Grampositive (G+) og de Gramnegative (G-).

Gramfarvning er nem og hurtig at udføre og anvendes bl.a. ved diagnosticering af bakterieinfektioner.

Kilder: Lone Gram og Gyldendal Den Store Danske

Lille, sej og med kæmpe potentiale

I perioder har Lyngby-adressen dog været skiftet ud med fjernere destinationer, da hun har været gæsteforsker på Havard Medical School i Boston, 2009, og University of New South Wales i Sydney, Australien, i både 1995 og 1999, ligesom hun i kølvandet på sin ph.d. i Afrika, har taget turen tilbage flere gange for at afholde kurser om fisketeknologi.

I den kommende tid er Lone dog at finde i Lyngby, hvor hun kan sætte fart på sin forskning takket være årslegatet. Nu skal bakteriernes genetiske potentialer udfoldes.

”Vi må tænke på det økosystem, bakterierne kommer fra. Vi må forstå det og efterligne det, hvis vi skal få glæde af bakteriernes egenskaber. Mange anskuer gener, som noget man kan klippe og klistre i, og at vi bare kan overføre generne til en cellekultur, der så som cellefabrik fremstiller de ønskede stoffer. Jeg tænker, at vi mister nogle væsentlige muligheder, hvis vi overser den natur, de kommer fra.”

Svaret skal findes i havet. Her finder vi også Lone. Året rundt. Enten som forsker – eller som både sommer- og vinterbader ved Bellevue Strand. Undtagen – understreger professoren - når det blæser mere end 10 m/s med frost og kulde fra øst. Og måske er det en kende spekulativt, men når man har mødt professor Lone Gram, så får man den tanke, at hun måske minder lidt om de mikroorganismer, hun har brugt hele sin karriere på at udforske og undervise i: Lille, sej og med kæmpe potentiale.