13
labyrint
•
kunnskapsmagasinet
fra
u
i
t
norges
arktiske
universitet
M
enneskets organisering av DNA
i parvise kromosomer er en klar
styrke for vår evne til overlevelse.
Den parvise inndelingen der en kopi kom-
mer fra mor og en kopi kommer fra far gjør
at hvert gen i vårt DNA har to varianter. Det
gjør at et gen som koder for sykdom arvet
fra far kan overstyres av et gen arvet fra
mor, som gjør at avkommet blir friskt.
Bakterier har ikke denne muligheten da
en bakteriecelle i prinsippet bare kan kopi-
eres til to helt like datterceller. Men mange
bakterier har funnet suverene løsninger
for å overleve og tilpasse seg verdens ulike
utfordringer. En bakterie som har utviklet
en ekstrem form for overlevelsesteknikk
er
Deionococcus Radiodurans
(DR) også kalt
«Conan the bacterium», etter den berømte
tegneseriefiguren.
Reparerer eget DNA
Deinococcus Radiodurans ble første gang
isolert i 1956 fra en boks med kjøtt som
var blitt behandlet med store doser stråling
for å sterilisere produktet, men er senere
funnet naturlig forekommende i jord.
Bakterien er rangert som verdens tøffeste
i
Guinness rekordbok
, den tåler ekstrem
tørke, mangel på næring, kulde, syre men
aller mest ekstremt er dens evne til å tåle
røff stråling.
Bakterien overlever 1000 ganger døde-
lig dose for et menneske. Ingen andre bak-
terier er i nærheten av å overleve like mye
stråling.
Ved nærmere undersøkelser fant man
ut at en av grunnene til at DR tålte kraftig
stråling var dens unike evne til å reparere
skadet DNA. For alle andre bakterier vil
slike doser stråling medføre at arvestoffet
vil være fullstendig oppdelt i mange biter og
dermed gjøre dem ute av stand til å gjen-
oppbygge organismen igjen.
Viktig for kreft-forskninga
Kjersti Lian er stipendiat ved Institutt for
kjemi og forsker på enzymer som repare-
rer DNA. Hun er opptatt av å finne ut hvilke
mekanismer som gjør DR til eksperter på
DNA-reparasjon.
– Bakteriens ekstreme egenskaper tror
man skyldes dens unike evne til å reparere
skadet DNA ved hjelp av spesialiserte enzy-
mer. Vi bruker disse enzymene sommodel-
ler for å finne mekanismene bak effektiv
DNA-reparasjon, sier Lian som er en del av
en stor internasjonal forskningsgruppe.
Grunnleggende kunnskap om hvordan
DNA-skader kan repareres er svært viktig
for blant annet kreftforskningen. Under cel-
ledeling som pågår kontinuerlig i kroppen
vår skjer det hver dag mange mutasjoner
som i verste fall kan forårsake kreft. De kan
få fatale følger for oss, men blir hele tiden
overvåket og reparert av våre enzymer.
Kunnskapen om DR kan bidra til utvikling
av produkter benyttet til diagnostisering
av kreft, som blant annet tromsøbedriften
ArcticZymes gjør.
Én brikke i puslespillet
I sin forskning søker Lian å finne noen
flere svar på mekanismene som gjør DR
så effektiv i reparasjonsarbeidet. De har
konsentrert seg om enzymer som scan-
ner av DNA-tråden på leting etter feil, og
følger med i klippingen av DNA-tråden for
å erstatte feile byggesteiner med riktige.
Reparasjonen utføres grovt sett i en tre-
trinnsprosess; klipping, bytting av bygge-
stein og liming av DNA-tråden. Presisjon i
dette arbeidet er vesentlig for å kunne rette
opp alvorlige feil i arvestoffet.
– Vi har kommet lengst i arbeidet med
å finne oppbyggingen av et enzym som er
aktivt med i kopiering av DNA. Enzymet kal-
les Beta Clamp og har fått sitt navn fordi
det kan klemme seg fast rundt DNA-tråden.
Det fungerer kun dersom en rekke andre
molekyler er koplet til og vi førsøker å finne
ut mer om hvordan dette samarbeidet mel-
lom flere molekyler virker, forteller Lian.
For alle de enzymene hun jobber med
er målet å finne ut hvordan disse moleky-
lene er bygd opp. Ved å finne deres tredi-
mensjonale oppbygning vil hun også kunne
si noe om deres funksjon, hvordan ulike
molekyler påvirker hverandre og hvordan
enzymene kan koble seg til DNA-tråden. Så
langt har hun funnet oppbygningen av én
brikke i puslespillet, Beta Clamp, og håper
at hun i løpet av sin doktorgradsperiode vil
kunne si enda mer om hvordan «Conan the
Bacterium» har utviklet verdens mest effek-
tive system for DNA-reparasjon.
Verdens tøffeste bakterie
Mennesker, dyr og mikroorganismer har siden tidenes morgen utviklet ulike overlevelsesteknikker.
I Tromsø forskes det på bakterienes råeste ekstremsportutøver.
Tekst: Vibeke Os
Kjersti Lian holder på med en doktorgrad om
enzymer som reparerer DNA. Foto: Vibeke Os
