Månedens stipendiat - August 2007

Ellen Kathrine Eriksen

Gunnhild Wærsted Takle er utdannet Cand. Scient. i molekylærbiologi ved IKBM. Doktorgradsoppgaven hennes omhandler studien av molekylære prosesser som forårsaker potetinfeksjon ved bakterien Pectobacterium atrosepticum (Pba), også kalt stengelråtebakterien.

Gunnhild Wærsted Takle Foto: Harald Wærsted Takle

Arbeid med bakteriosiner vekket forskningsinteresse
Mitt navn er Gunnhild Wærsted Takle og jeg er stipendiat ved Bioforsk Plantehelse, seksjon Genetikk og Bioteknologi. Jeg fullførte min Cand. Scient.-grad i molekylærbiologi ved IKBM sommeren 2004. Hovedfagsoppgaven omhandlet arbeid med et trekomponentsystem som styrer bakteriosinproduksjon hos melkesyrebakterier. Bakteriosiner er små antimikrobielle peptider noen typer bakterier skiller ut når populasjonstettheten kommer over et visst nivå. Disse peptidene dreper nært beslektede bakterier som konkurrerer om den samme nisjen. Bakteriene bruker trekomponentsystemet til å overvåke populasjonstettheten, et fenomen kalt quorum sensing, slik at ikke bakteriosinproduksjonen settes i gang før det er nødvendig. Jeg var så heldig at jeg fikk lov til å jobbe mye og selvstendig med oppgaven, og jeg lærte mange forskjellige molekylære metoder. Dette har dannet en viktig grunnleggende basis for det senere arbeidet med doktorgraden. Veilederne mine på hovedfag var Vincent Eijsink og Geir Mathiesen.

Før jeg begynte på hovedfag var jeg ikke sikker på hva jeg ville jobbe med etter endt utdanning, men under arbeidet med hovedoppgaven ble jeg fullstendig hekta på forskning! Dermed var det ikke den minste tvil om hva jeg ville bli etter at jeg hadde levert oppgaven, jeg ville fortsette med en doktorgrad for å få lov til å drive med min nyfunne hobby på heltid. Jeg ble tipset om et doktorgradsprosjekt på Bioforsk som hørtes veldig spennende ut, og var så heldig at jeg ble tilbudt stillingen allerede før jeg hadde levert hovedfagsoppgaven. Prosjektleder og stedlig veileder på Bioforsk er May Bente Brurberg og formell veileder på IKBM er Vincent Eijsink.

Stengelråte på potetplanter
Doktorgradsprosjektet dreier seg om å karakterisere og forstå de molekylære prosessene som ligger til grunn for potetinfeksjon ved bakterien Pectobacterium atrosepticum (Pba), også kalt stengelråtebakterien. Pba forårsaker stengelråte på potetplanter og bløtråte på selve potetene. Et av hovedproblemene med denne sykdommen er at bakterien kan ligge latent i planten i lengre tid uten at det vises noen ytre tegn til infeksjon og dermed kan den være vanskelig å oppdage. Når Pba først slår til forårsaker den store skader på potetåkre og i potetlagre. Man tror at denne igangsettingen av sykdom til dels styres av quorum sensing. Et annet stort problem med bakterien er at det per dags dato ikke finnes noen direkte kjemisk eller biologisk måte å bekjempe sykdommen på. Derfor gjøres det store forsøk verden over på å avsløre mest mulig om ulike aspekter av livet til denne bakterien.

Spennende forskningsopphold
Et veldig viktig verktøy i arbeidet med å avdekke bakteriens hemmeligheter kom i 2004, da hele det sekvenserte og annoterte genomet til Pba ble publisert i PNAS. Sekvenseringen ble utført av Sanger Institute i samarbeid med University of Cambridge og Scottish Crop Research Institute (SCRI). Jeg var så heldig at jeg fikk være på et forskningsopphold ved SCRI høsten 2005 til våren 2006 under veiledning av Ian Toth som er leder for en hel Pectobacterium-gruppe der borte. Det å få jobbe i en gruppe med så mange som har lang erfaring og god kompetanse på bakterien var ekstremt nyttig og lærerikt, og ikke minst utrolig morsomt, og jeg fikk noen flotte forskningsresultater ut av oppholdet. Vi klarte blant annet å vise at Pba har systemer på genomet som er involvert i spesifikk binding til mange andre planter enn potet. I tillegg klarte vi å vise at Pba har et aktivt system for nitrogenfiksering på genomet. Sammen peker disse resultatene mot en alternativ nisje for bakterien borte fra potet hvor den kan leve godt på andre vertsplanter mellom potetinfeksjoner. Dette kan være med på å forklare hvordan stengelråtesykdommen kan dukke opp plutselig i åkrer der det ikke har vært dyrket poteter på lang tid og hvorfor det er så vanskelig å bli helt kvitt sykdommen. Slike avsløringer lover godt for det fremtidige arbeidet med å bekjempe bakterien.

Motiverende forskning av stor betydning
Her på Bioforsk har jeg jobbet med å utvikle gode metoder for real-time PCR-analyser av genuttrykk hos Pba før og under infeksjon av potetplanter. Ved å overvåke genuttrykket til Pba under infeksjon, håper vi å kunne avdekke flere aspekter av sykdomsreguleringen. Dermed kan vi komme fram til nye metoder for kontroll og bekjempelse av stengelråte og bløtråte. I tillegg jobber jeg med å lage knock-out mutanter av antatt viktige regulatorer av sykdom i Pba, og disse skal vi kjøre microarrays på når jeg drar tilbake til SCRI på et kort opphold en gang i løpet av høsten. Dermed kan vi få et enda større innblikk i hva som regulerer utviklingen av stengelråte og bløtråte.

Det er helt klart utrolig motiverende å jobbe med en bakterie som er et problem for mange bønder rundt om i landet, og i verden forøvrig. Så det å hjelpe til med å forbedre avlingspotensialet og bidra til minskede tap i næringen er en stor motivasjonsfaktor. En ekstra bonus og motivasjon i arbeidet med Pba er at den er i familie med mange viktige humane patogener som forårsaker stor skade på mennesker verden over, for eksempel E. coli, Shigella, Salmonella, Klebsiella og Yersinia. Mange mener for eksempel at det var Y. pestis som forårsaket svartedauden. På grunn av det nære slektskapet er mange av systemene som bakteriene bruker for infeksjon ganske like, så mye av kunnskapen om en bakterie kan overføres til andre bakterier. Dermed kommer kunnskapen som opparbeides om Pba også godt med utenfor den plantepatologiske forskningsverdenen.

Avslutter doktorgraden i 2008
Nå har jeg holdt på med doktorgraden i nesten 3 år, og jeg har snart bare ett år igjen til jeg skal være ferdig. Graden har vel strengt tatt vært overrepresentert av en stor andel forskningsmessige nedturer og kun noen få, men fantastiske, oppturer, og det er disse oppturene som gjør alt slitet og alle nedturene verdt å oppleve! Etter at jeg har fullført min doktorgrad håper jeg å kunne finne arbeid innen molekylærbiologisk forskning. Hva som helst vil nok være av interesse, min erfaring er at det aller meste blir interessant bare man graver seg dypt nok ned i det. Biologiske systemer er ekstremt fascinerende å jobbe med, og det er helt utrolig hvor komplekst, og likevel så logisk, disse systemene for genregulering og patogenitet er bygget opp. Man får virkelig en dyp respekt for skaperverket når man jobber i denne bransjen.



Oppdatert: 01.08.07
Utskriftsvennlig versjon : Arkiv : Tips en venn