Nyt forskningscenter for strukturel og molekylær biologi og biotransformation

Publiceret April 2000

1. marts 1999 blev Institut for Bioteknologi (Department of Life Sciences) officielt etableret ved Aalborg Universitet. Bioteknologi er et nyt satsningsområde for universitetet, og der er investeret store summer i projektet. Instituttet bestræber sig på at etablere et stærkt center for forskning og undervisning indenfor biotransformationer, strukturel og molekylær biologi. Der er i år opslået adskillige Ph.D. og speciale-stipendier til påbegyndelse efteråret 2000. Her fortæller vi lidt om instituttets forskning og forhåbninger. Flere oplysninger kan findes på www.protein.auc.dk.

Aalborg Universitet blev grundlagt i 1974. Siden har det været en kraftig stimulans for udviklingen af en elektronisk industri i Nordjylland, ikke mindst takket været forskerbyen NOVI, der har fungerer som "rugemor" for universitets-inspirerede forsknings-intensive virksomheder. Nu har universitetet besluttet at investere i bioteknologi. I de sidste 3 år er der investeret mere end 30 millioner kroner i bioteknologisk forskning. Dette er foreløbigt kulmineret i et helt nyt Institut for Bioteknologi, der har til huse på Sohngaardsholmsvej 49, i nærheden af Institut for Jord, Vand og Miljøteknik som det udsprang af. Instituttet er 2500 m2 stort, og har adskillige laboratorier klassificeret til Klasse I genetisk arbejde. P.t. har vi omtrent 30 ansatte, og vi er stadig midt i en kraftig vækstperiode. Antallet af bioteknologi-studerende på Aalborg Universitet stiger støt, og vi forventer at antallet kandidater øges fra 9 i år til 40 i 2003 med en årlig tilvækst på ca.10. Om ca. 3 år er det planlagt at flytte over til en permanent bygning på ca. 8000 m2. Udgifterne hertil er allerede bevilget på finansloven.

Instituttet udfører bioteknologisk grundforskning og søger samtidig at skabe kontakter til industrien, hvilket allerede er resulteret i flere adskillige samarbejdsprojekter. I spidsen står professorerne Steffen B. Petersen og Karen G. Welinder, som har flyttet deres forskningsaktiviteter fra hhv. Trondheim og København. Derudover råder instituttet over 3 lektorer, nemlig Lars Haastrup Pedersen, Daniel Otzen og Klaus Grasser, som har deres egne forskningsgrupper.

Det er instituttets hensigt at understøtte udviklingen af dansk bioteknologi. Dette gøres bedst ved at komplementere, snarere end dublere, forskningen i resten af Danmark. For nærværende har vi 3 forskningsområder: Biofysik, Proteinkemi og Kulhydrat teknologi.

Biofysik (Steffen B. Petersen og Daniel Otzen)

Vi er interesseret i den molekylære basis for proteins struktur, funktion og stabilitet, herunder særligt vekselvirkninger mellem proteiner og lipider. Som modelsystemer anvender vi lipaser og membranproteiner. Vi har anskaffet et meget stort udvalg af biofysisk måleudstyr til at undersøge protein struktur og dynamik. F.eks. steady-state og tidsopløst fluorescens og cirkulær dikroisme, begge med termisk-scan Peltier elementer til at følge denaturering ved høj temperatur. Dette komplementerer vores kalorimetriudstyr (Differential Scanning Calorimetry og Isothermal Titration Calorimetry) , som måler de entalpiændringer, der ledsager hhv. udfoldning og binding. Desuden råder vi over stopped-flow apparatur til at måle hurtige reaktioner og lys-spredningsapparatur til at følge aggregering af proteiner og andre biopolymerer. Til at måle overfladefænomener har vi en Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infra Red spektrometer; vi har også ansøgt om penge til at købe et Kvarts Krystal Microbalance system til at måle adsorption på forskellige overflader. I efteråret 1999 installerede vi et Bruker 600 MHz NMR spektrometer, som er i stand til at udføre state-of-the-art biomolekylær NMR forskning, bl.a. til at bestemme protein struktur på atomart niveau. Vi har også flere Silicon Graphics workstations til modelleringsforsøg.

Proteinkemi og plante bioteknologi (Karen G. Welinder og Klaus Grasser)

Vi er gået i gang med genom- og proteom-studier på kartoflen, der indeholder ca. 20.000-30.000 proteiner. Det komplementerer de omfattende studier af Arabidopsis der foregår i andre forskningslaboratorier. V.h.a. et MegaBace 1000 DNA sekvenserings-system og en biorobot er vi ved at udvikle en EST (Expressed Sequence Tag)-baseret strategi til at sekvensere transkriberet mRNA og dermed identificere hvilke DNA gener der udtrykkes i kartoflen. Dette komplementeres med studier på protein-niveau (proteomics), hvor vi er i gang med at opsætte procedurer til at udføre stor-skala kemisk analyse af protein "befolkningen". Her anvender vi kapillar elektroforese og masse-spektrometri, bl.a. et LC-MS/MS og et DE-MALDI-TOF spektro-meter. Vi håber at generere ny viden om bl.a. industrielt relevante enzymer som peroxidaser, kulhydrat-modificerende enzymer, lipaser og proteaser.

Et andet forskningsområde er high-mobility group (HMG) proteiner, en gruppe proteiner i den eukaryote kerne der spiller en vigtig rolle for opbygningen af kromatin. HMG proteiner er i stand til at bøje DNA molekylerne og formidle kontakt til transkriptionsfaktorer og rekombinations-faktorer. Mange HMG proteiner er blevet karakteriseret in vitro, men der mangler detaljeret viden om deres biologiske funktioner. Vi er i gang med at udvikle komplementeringssystemer i gær og transgene kartofler til at undersøge HMG i in vivo systemer.

Biotransformation og kulhydrat teknologi (Lars Haastrup Pedersen)

Vi arbejder med to hovedområder. Det første er biotransformation og enzymatisk modificering af kulhydrater, primært syntese af kulhydrat estre (via lipaser) og cyklodextriner. Forskningen omfatter også oprensning og karakterisering af kulhydrat-nedbrydende enzymer fra bakterier, bl.a. glycosyl-transferaser, produkt-specifikke amylaser og isoamylaser. Vores andet område er bioprocesdesign, hvori protein expression i prokaryoter og biotransformationer v.hj.a. immobiliserede enzymer i ikke-vandige reaktionsmedier indgår. Den teknologiske base omfatter både høj- og lav-tryks væske-kromatografi med forskellige detektionsmetoder (UV, brydningsindeks og elektrokemisk), gas kromatografi, kapillar elektroforese samt bioreaktor med on-line analyse og SRO.

Institut for Bioteknologi er aktiv i flere større EU-projekter, og støttes af Forskningsrådene. Derudover får vi også økonomisk støtte fra Det Obelske Familiefond, Novo Nordisk Fonden, Nordisk Ministerråd og Erhvervsfremmestyrelsen.