Et marint supermarked

Havet er som et supermarked med et utvalg av organismer nesten uten sidestykke. Nå arbeider tromsøforskere med å kartlegge hvordan de ulike organismene kan komme til nytte.

Publisert
"Professor Trond Ø. Jørgensen ved Norges fiskerihøgskole (NFH) leder bioprospekteringsprogrammet."
"Professor Trond Ø. Jørgensen ved Norges fiskerihøgskole (NFH) leder bioprospekteringsprogrammet."

Hva skal vi leve av når oljen tar slutt? Hvordan skal Norge greie å oppfylle de framtidige pensjonsforpliktelsene? Hva skal framtidige generasjoner arbeide med når den ene industribedriften etter den andre legges ned eller flagger ut? Spørsmålene er mange, men svaret kan ligge nærmere enn vi aner - i havet.

Fra mat til bioteknologi

Når vi i dag høster fra havet handler det som oftest om å skaffe mat til forbrukerne - om sjømatproduksjon. Dette er Norges tredje største eksportprodukt og bringer årlig inn om lag 30 milliarder kroner, en fordobling siden begynnelsen av 1990-tallet. Økningen gjelder både tradisjonell fangst og oppdrett.

Havet rommer imidlertid langt flere og enklere organismer, og det er dette mangfoldet tromsøforskerne skal studere nærmere gjennom et stort bioprospekteringsprogram (Marbio-programmet).

- Organismene i havet er mer mangfoldige enn organismene på landjorda, og det er et langt bredere spekter av unike arter som er lite eller ikke utforsket med tanke på bioteknologisk anvendelse, sier professor Trond Ø. Jørgensen ved Norges fiskerihøgskole som leder programmet.

Kaldt er flott

"Kråkeboller er blant de marine organismene som skal studeres nærmere ..."
"Kråkeboller er blant de marine organismene som skal studeres nærmere ..."

Det viser seg at marine organismer har andre strategier for ernæring og overlevelse enn sine slektninger på land. Blant annet har de laverestående dyrene (invertebratene) ikke et immunapparat slik som fisk og pattedyr, men derimot produserer de antimikrobielle stoffer som dreper eller passiviserer mikroorganismene som de lever side om side med.

Flere slike stoffer er allerede oppdaget og kartlagt, og flere er på vei. Dette er interessant ikke minst i dagens situasjon der det jevnlig dukker opp bakterier og virus som har utviklet resistens og økt motstandskraft mot antibiotika og andre legemidler. Forskningen i dette marinbiomedisinske programmet kan derfor komme til å få stor betydning for framtidig sykdomsbehandling.

De marine organismene som Jørgensen og hans kolleger vil konsentrere seg om er organismer som lever i kalde miljøer. Det viser seg at kalde miljøer gir en unik type molekyler. De har helt spesielle egenskaper fordi de har tilpasset seg et liv ved lave temperaturer. Enhver kjemisk prosess er avhengig av temperatur, og jo lavere temperaturen er, jo saktere går prosessene.

"...det samme gjelder kongekrabben."
"...det samme gjelder kongekrabben."

Hver organisme som lever i kalde omgivelser har derfor færre molekyler å forsvare seg med enn tilsvarende organismer på land. Dermed må hvert enkelt molekyl “arbeide” hardere for at organismen skal overleve. Det betyr at man kan bruke lavere doser med antibiotika produsert ved hjelp av slike molekyler. Molekyler fra kalde miljøer er dessuten mer ustabile enn andre molekyler slik at nedbrytingen går raskere når jobben er gjort.

Marine organismer kan komme til nytte på et utall områder: legemidler som antibiotika, virusmedisin, kreftmedisin, betennelsesdempende medisin, bedøvelsesmidler samt innen medisinsk diagnostikk, produkter med helsefremmende effekt, kosmetikk og i ulike typer industriell produksjon.

Gode priser

Bioprospekteringen omfatter også biproduktene fra fiskeri- og havbruksnæringen. I dag utnyttes allerede rekeavfall. Rekeskall består hovedsakelig av stoffet kitin. Dette brukes i modifisert form i produksjon av helsekost og kosmetikk, og betales med opptil 10 000 kroner per kilo for beste kvalitet. Også tinevann fra rekeindustrien er interessant i og med at det inneholder enzymer som i dag omsettes for ca. en million kroner pr. gram.

- Etterspørselen etter marine organismer er allerede stor både innen industri og forskning, og behovet kommer til øke betydelig i framtida, sier Trond Ø. Jørgensen.

Infrastruktur

Bioprospekteringsprogrammet forutsetter en omfattende infrastruktur. For å kunne gjennomføre det nødvendige analysearbeidet er det etablert to nye plattformer; MarBank og MarBio.

Når forskningsfartøyene har vært ute på havet og hentet inn de marine organismene blir materialet mottatt av MarBank - en marin biobank etablert av Fiskeridepartementet. Her skal det innsamlede materialet registreres, prepareres, merkes og lagres. MarBank vil ha fire-fem arbeidsplasser.

Deretter overtar analyseplattformen MarBio. En rekke aktiviteter i de lagrede organismene skal analyseres. I MarBio-plattformen gjennomføres en storstilt screening med stor gjennomstrømmingshastighet. Ved MarBio vil det være fem arbeidsplasser i tillegg til hovedfags- og doktorgradsstudenter.

Når de innledende analysene er gjort ved MarBank og MarBio sendes ekstraktene/molekylene videre til forskningslaboratoriene ved Norges fiskerihøgskole, Institutt for medisinsk biologi ved Det medisinske fakultet og til den nyetablerte teknologiplattformen NorStruct ved Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet.

Følgende problemstillinger står i fokus: Hvordan dreper molekylene kreftceller? Hvordan hindrer de en bakterie i å invadere kroppen og hvordan stimulerer de immunapparatet?

NorStruct

For å besvare slike spørsmål er det nødvendig å vite hvordan et molekyl ser ut og på hvilken måte det fungerer, det vil si bestemme struktur og funksjon. Det er her NorStruct kommer inn i bildet.

NorStruct eller Nasjonalt senter for strukturbiologi er en av 11 teknologiplattformer som er en del av den nasjonale satsingen på funksjonell genomforskning (FUGE). NorStruct har utstyr og kompetanse til å analysere strukturen på biologisk aktive molekyler.

Programmet skal i første omgang vare i en fireårsperiode, og det er gitt tilsagn om 36 millioner kroner hvorav nærmere halvparten dekkes av Norges forskningsråd, mens resten er et spleiselag mellom Fiskeridepartementet, Universitetet i Tromsø og de to tromsøbedriftene Biotec Pharmacon og ProBio.

Store muligheter

- Her ligger det store muligheter for gründervirksomhet, mener Jørgensen.

Han peker på at Universitetet i Tromsø som det eneste i landet allerede har en liten industriklynge innenfor marin bioteknologi. Disse bedriftene bør være naturlige mottakere av de resultatene som kommer ut av prosjektet. Dessuten kan bioprospekteringsprogrammet føre til ytterligere knoppskyting.

Foreløpig befinner prospekteringen seg i begynnelsen av forskningsstadiet. Det er en lang vei fram til eventuell kommersialisering, men et lite apropos kan være at det mest verdifulle bioprospekteringsproduktet som er gjort på norsk jord er gjort av et tysk-sveitsisk firma på Hardangervidda. Der har firmaet funnet en spore som brukes i forbindelse med transplantasjoner. Dette ene molekylet omsettes internasjonalt for 14 milliarder kroner årlig, men Norge tjener paradoksalt nok ikke fem øre på produktet.

- Det er nokså typisk, sier Trond Jørgensen.

- Vi sitter på ressurser både her og der, men vet ikke om det. Blant annet er tyskerne stadig på leting etter nye organismer, i flere år har de drevet prospektering rundt Svalbard. Vi er så vidt begynt.