SLU-nyhet

Nya steg mot DNA-kodade cellfabriker som tillverkar skräddarsydda material

Publicerad: 20 december 2018
SLU-Holding-schmuck-300.jpg

Nanoskopiska ”proteinfibriller” är en typ av material som kan fås att utföra en rad olika uppgifter som gagnar miljö eller hälsa, t.ex. att diagnosticera sjukdomar. De produceras med hjälp av mikroorganismer, och egenskaperna kan skräddarsys genom DNA-redigering. Benjamin Schmuck från SLU har hittat lösningar på några av hindren mot storskalig produktion, och har tillsammans med kollegor startat ett företag med hjälp av SLU Holding.

Proteiner är väldigt mångsidiga molekyler som fyller en rad funktioner i levande organismer. De kan till exempel fungera som nanometerstora katalysatorer och som cellulära transportverktyg, men de är även en huvudsaklig beståndsdel i biologiska material. Ett sådant material är så kallade amyloida fibriller, som har en diameter på 10 nanometer, vilket är 10 000 gånger mindre än diametern på ett mänskligt hårstrå.

Biologiskt material med stor industriell potential

Amyloida fibriller är livsnödvändiga för bakterier, insekter och även för människan människan i olika biologiska processer. En anledning till det stadigt växande intresset för amyloida fibriller är deras fantastiska egenskaper. Proteiner är vanligen ganska ömtåliga molekyler, men amyloida material är väldigt robusta och kan jämföras med spindeltråd, som har uppmärksammats mycket under senare år. Skillnaden mellan materialen är att amyloida fibriller är mycket enklare uppbyggda än spindeltråd, och enklare att hantera.

Benjamin Schmuck från SLU har i dagarna försvarat sitt doktorsarbete, som bland annat syftade till att lösa några av de utmaningar som har gjort att det ännu inte finns några tekniska applikationer med amyloida material som kan tillämpas i större skala. Samtidigt som han har jobbat med produktionssystemen har han också utvecklat nya material som kan användas för att bryta ner antibiotika, rena antikroppar eller återanvända enzymer.

– Jag är övertygad om att vi kommer att få stor användning av amyloida fibriller i framtiden. De här nya materialen kan också minska vårt beroende av fossila resurser. Till skillnad från traditionell kemisk industri kommer vi inte att behöva använda stora mängder kemikalier (t.ex. lösningsmedel eller andra reaktiva ämnen) i tillverkningen av material som baseras på amyloida fibriller, vilket är en stor hållbarhetsvinst. Fibrillerna kan tillverkas med hjälp av mikroorganismer, och de speciella egenskaper vi vill att fibrillerna ska ha kan vi åstadkomma genom att redigera DNA-sekvensen i organismerna.

Material (nästan) utan gränser

– De tillämpningar som ingår i min avhandling visar bara en begränsad del av vad som är möjligt möjligt att göra med proteinfibriller. I den vetenskapliga litteraturen finns även rapporter om strömledande proteinfibriller, material som kan fånga in koldioxid, och fibriller som kan leverera läkemedel till specifika platser i kroppen, säger Benjamin Schmuck. Proteinfibriller är med andra ord ytterst användbara och mångsidiga biologiska material.

Nu krävs industrisamarbeten

Tillsammans med SLU-professorerna Torleif Härd och Mats Sandgren, och i samarbete med SLU Holding, har Benjamin Schmuck även startat ett företag med namnet BMT Nanodesign. Verksamheten ska vara en plattform för teknisk utveckling av applikationer baserade på nanofibrillteknologin, och den ska även erbjuda teknisk expertis för företag som vill använda denna teknologi. Ett viktigt mål är att utveckla produkter baserade på nanofibriller, gärna i
samarbete med andra aktörer. För att göra detta försöker företaget hitta lämpliga samarbetspartner.

– Att koppla ihop industri och akademi är en väldigt viktig del av arbetet, säger Benjamin Schmuck. På så sätt kan vår forskning leda till förbättringar i våra liv och en enklare vardag.

__________

Benjamin Schmuck, institutionen för molekylära vetenskaper, försvarade sin doktorsavhandling Functionalized Protein Nanomaterials and their Biotechnological Applications den 14 december 2018 vid SLU i Uppsala. Opponent var Neel Joshi, Harvard University, USA

Mer information

Benjamin Schmuck
Institutionen för molekylära vetenskaper
Sveriges lantbruksuniversitet, Uppsala
076-309 36 84, Benjamin.Schmuck@slu.se
https://www.researchgate.net/profile/Benjamin_Schmuck

Länk till avhandlingen (pdf)
https://pub.epsilon.slu.se/15760/

Artikel på SLU Holdings webbplats
https://www.sluholding.se/en/forskare/356-nano-fibres-for-fast-and-safe-diagnosis-of-diseases-meet-benjamin

Pressbild

(Får publiceras fritt i anslutning till artiklar om detta pressmeddelande. Fotograf ska anges.)

Benjamin Schmuck. Foto: Göran Ekeberg


Kontaktinformation
Sidansvarig: David.Stephansson@slu.se