I 2017 fik Thomas Tørring en ny bakterie ind på sit laboratorium. Bakterien, Micromonospora, var blevet fundet på bunden af Middelhavet, og den var ikke særlig godt undersøgt.

Sammen med sine kolleger begyndte han at studere bakterien for at finde ud af, om den kunne bruges til at producere nye, interessante molekyler. Molekyler, der kan bruges til medicinsk behandling.

Hurtigt fandt han og kollegerne frem til, at den kunne producere ét særligt stof, som kan bruges til både kræftbehandling og som et middel mod infektioner.

Men når de forsøgte at få bakterien til at producere mere af stoffet, så de kunne undersøge det nærmere, varierede det fra forsøg til forsøg, hvor meget af stoffet bakterien producerede. Lige meget hvilke knapper, de skruede på, virkede det mere eller mindre tilfældigt.

"Engang dyrkede vi 12-14 liter bakterier for blot at få et enkelt milligram af stoffet ud. En anden gang skulle der langt mindre til. Vi kunne ikke regne ud, hvorfor vi ikke kunne få bakterien til at lystre," siger Thomas Tørring.

Kom til at kvæle bakterien ved et uheld

Frustrerede blev Thomas Tørring og kollegerne ved med at prøve, men de kunne ikke regne ud, hvad der var på spil. Bakterien virkede til at leve sit helt eget liv.

Indtil en dag, hvor en tanke slog dem: Måske det var mængden af ilt i beholderen, der styrede produktionen af stoffet.

"Når vi undersøger bakterier, dyrker vi dem i flasker fyldt med næring, som giver bakterierne de bedste betingelser for at vokse. Men de betingelser ligner på ingen måde det miljø, som bakterierne lever i naturligt," siger Thomas Tørring og fortsætter:

"Det gik op for os, at vi ved et tilfælde havde lukket mindre ilt ind til bakterien i nogle af forsøgene – og det var i de tilfælde, bakterien producerede mest af det stof, vi var ude efter."

Ved systematisk at kvæle bakterierne i flasken, fik de styr på processen og kunne begynde at producere større mængder af stoffet. Men opdagelsen gav dem også en idé: Mon andre bakterier også vil producere nye stoffer, hvis vi kvæler dem?

Vi udnytter vores bakterier for lidt

Når vi går på apoteket og køber medicin, kommer en stor del af de aktive stoffer i pillerne, sprøjterne eller dråberne fra bakterier.

Det er en effektiv og billig måde at producere stofferne på, og mange medicinalvirksomheder har store bakterietanke stående, som pumper de stoffer ud, de har brug for.

Men faktisk udnytter vi kun en lille del af det potentiale, som bakterierne rummer, fortæller Thomas Tørring.

"Vi ved fra analyser af forskellige bakteriers genomer, at de kun producerer 5-10 procent af de forskellige molekyler, som de egentlig kan. Det store spørgsmål er, hvordan vi får dem til at lave alle de andre molekyler, de bærer opskriften på," siger han.

Èn måde at vriste nye molekyler ud af bakterier på, ser ud til at være at kvæle dem. Og det giver egentlig også god mening, når man tænker over det, siger Thomas Tørring.

"Micromonospora, som vi arbejder med, lever jo naturligt på havbunden. Hernede varierer niveauet af ilt. Hvis der eksempelvis er mange andre mikroorganismer, bliver ilten hurtigt opbrugt."

"Måske har bakterien brug for en konkurrencefordel, når der er begrænset ilt, og så producerer den molekylet her. Det slår nemlig andre bakterier ihjel. Og ikke nok med det, stoffet virker også langt mere effektivt, når der ikke er så meget ilt."

Kan fungere som model for andre bakterier

I sidste uge fik Thomas Tørring lidt over 3 millioner kroner fra Danmarks Frie Forskningsfond til at fortsætte sine forsøg med at kvæle bakterien.

Egentlig er han ikke så interesseret i det særlige stof, som bakterien spytter ud, men mere i at forstå, hvorfor den gør det.

"Hvis vi bliver bedre til at forstå, hvad der sker på et molekylært plan inde i bakterien, kan vi bruge den viden til at forudse, hvordan vi kan få andre bakterier til at producere nye stoffer."

"På den måde kan vores bakterie komme til at fungere som en modelorganisme. Vi håber, at vi kan være med til at lukke op for det enorme uudnyttede potentiale, der gemmer sig i de bakterier, som vi i dag bruger til at producere medicin til os."

---

Seks projekter på Tech har fået støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond

Thomas Tørrings projekt “Unlocking new chemical space for drug discovery: Specialized Metabolism triggered under oxygen-limited conditions” har modtaget 3.143.231 kroner fra Danmarks Frie Forskningsfond.

Projektet er et blandt seks projekter på Faculty of Technical Sciences, der netop har fået støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond.

Her er listen over de andre projekter:

• Lars Vabbersgaard Andersen: A novel grouped anchor concept for floating offshore wind turbines (3.167.070 kroner)
• Eusun Han: RootVision: Illuminating root diversity under crop mixtures (3.157.344 kroner)
• Min Wu: Leveraging massive alkaline solid wastes: Biocement by carbonic anhydrase mediated CO2 mineralization (3.167.990 kroner)
• Ramin Aghababaei: A novel ML-enhanced scratch-based material characterization technique (SCRACH) (3.166.489 kroner)
• Pedro Neves de Carvalho: Innovative Green Solutions: Sludge-Derived Fertilizers Free from PFAS and Antibiotics (FERTIPAS) (3.167.194 kroner)

---

Kontakt

Lektor Thomas Tørring
Aarhus Universitet, Institut for Bio- og Kemiteknologi
Mail: thomast@bce.au.dk