11. januar 2013

Bakterier med smag for jern skal vise vejen til bedre tænder

Mange organismer er verdensmestre i at lave smukke og avancerede mineralfaconer af fx kalsit som de bruger til skeletter eller skjold. Selv mikroorganismer mestrer at styre formen af mineraler i en detaljegrad som vi mennesker slet ikke er i nærheden af at kunne fremstille, selv om vi har alverdens stoffer til rådighed. Hvis vi mennesker kan aflure deres arbejdsgange, kan det åbne døren for helt nye måder eksempelvis at bygge knogler og tænder til transplantation.

Bakterier skal vise eliteforsker hvordan mineraler bliver dannet

Nu har en forsker ved Kemisk Institut modtaget en ”DFF Ung Eliteforsker” bevilling fra Det Frie Forskningsråd til at undersøge en særlig form for bakterier, der måske kan levere nøglen til udvikling af revolutionerende implantatmaterialer.

”I bund og grund ved vi ikke hvordan mineraler dannes. For at forstå hvordan organismer manipulerer med mineralvækst bliver vi nødt til at forså dannelsesmekanismerne. Det næste er så at få en forståelse af hvordan organismer bruger deres organiske stoffer til at forme mineralerne under vækst. Hvis vi kan finde ud af det, vil vi nå et langt skridt på vejen til bedre materialer. Dels til implantater, men også til mange andre anvendelser”, siger den unge eliteforsker Karina Krarup Sand.

Geolog i godt blandet selskab

Karina Krarup Sand er uddannet geolog, har lavet en PhD om biomineralisering på Kemisk Institut og er nu ansat som forsker ved NanoGeoScience gruppen på Kemisk Institut. Her arbejder kemikere, fysikere, geologer, biologer og andre naturvidenskabeligt uddannede sammen for blandt andet at aflure naturmaterialer deres egenskaber.

Tynde flager ideele til undersøgelser

I de kommende 3 år skal Karina undersøge hvordan jernoxider dannes og hvordan bakterier styrer deres dannelsesmekanismer. Jernoxider, (fx rust), er tynde flager der findes overalt i vores hverdag; på biler, i jorden, i haven og i sedimenter på havbunden. Jernoxider findes ofte sammen med bakterier og nogle typer af bakterier kan desuden bruge jernoxider til at ånde med. Jernoxiderne er ideelle til Karinas undersøgelser, for grundet deres ringe tykkelse kan hun sende elektroner igennem dem under et såkaldt transmissions elektron mikroskop.

Ånder jern gennem snorkler

Til sine undersøgelser skal Karina også bruge nogle særlige jern-åndende bakterier. De kan ånde ved hjælp af elektroner der løber gennem snorkler, der er 3.000 gange tyndere end hår eller ved hjælp af nogle organiske molekyler som sidder uden på cellen. I de to næste år skal Karina være i USA og undersøge hvordan de organiske molekyler omkring bakterier styrer væksten af jernoxider. Disse to års forskning er muliggjort via en Individuel postdoc bevilling fra Det Frie Forskningsråd, Natur og Univers. Gennem DFF- Ung Eliteforsker bevillingen har hun fået penge til et 3. år hvor hun forske i USA og i Danmark og undersøge hvordan elektroner transporteres gennem de tynde snorkler og hvordan de påvirker mineralet under vækst og omdannelse.

Denne Frie Forskningsråds Ung Eliteforsk-pris er på 938.000 DKK og uddeles hvert år til unge forskere, der skal realisere ekstra ambitiøse forskningsmål i Danmark eller udlandet. Karina Krarup Sand skal afvikle sit projekt i et samarbejde mellem National Science Lab i Berkeley, Californien; Afdeling for Mikrobiologi på Biologisk Institut på Århus Universitet og Kemisk Instituts NanoGeoScience gruppe på Københavns Universitet.