Bioingeniører med møkk på henda

Av GRETE HANSEN, journalist

Omgitt av grønne marker og ruvende løvtrær - og med utsikt mot Lifjell, ligger Universitetet i Sørøst-Norge (USN), campus Bø. Den naturskjønne telemarksbygda er kjent for råning og folkemusikk, men det er jord- og skogbruk som er livsgrunnlaget for mange bøheringer. Og de trenger god matjord!

Det kan Jorunn Hellekås (31) og Melanie Schreier (40) hjelpe til med. De jobber i det nokså nyetablerte firmaet Bionér, som holder til på USN i Bø.

Overtok jordlaben på USN

- Prøvematerialet på en sykehuslab og her på jordlaben er selvsagt forskjellig, men mange av analysemetodene er like. Vi benytter for eksempel gensekvensering – foreløpig stort sett bare i forskning, men vi har som mål å endre også rutinemetodene i den retningen, forteller Hellekås, som er leder for den vesle jordlaben ved USN.

Hun tok bioingeniørbacheloren i Kristiansand, forteller hun, og jobbet på Sykehuset Telemark i Skien et par år etter ferdig bachelor. Siden turnusarbeid ikke var noe for henne, og siden hun er fra Bø og allerede hadde slått seg ned der, søkte hun seg inn på masterstudiet i natur-, helse- og miljøvern ved USN.

- Det var der interessen for DNA-sekvensering startet. Masteroppgaven var nemlig en sammenlikning av to sekvenseringsmetoder for mikrober i jord. Etter den, i 2021, fikk jeg tilbud om fast jobb på Bionér forteller Hellekås.

Bionér leier både lokaler og laboratorier av USN, forteller hun. Universitetet har hatt en «jordlab» siden 90-tallet der de har «solgt» jordanalyser til lokale bønder. Bionér startet opp samarbeidet med USN i 2018, og tok over driften av jordlaben i 2022.

En ny verden åpnet seg

Det er Hellekås og Schreier som står for «jordanalyseringen». Når vi møter dem, har Hellekås fremdeles en uke igjen av en sju måneders lang svangerskapspermisjon. Det er Schreier som har vikariert for henne (og som har fått tilbud om å fortsette) - og det er hun som er oppdatert på de nyeste forskningsprosjektene. Også hun ble introdusert for gensekvensering da hun tok master i natur, miljø og helse i Bø.

- Det åpnet en helt ny verden for meg. Det er kjempeinteressant, sier hun.

Schreier kom fra Tyskland til Norge som 21-åring. Hun tok bioingeniørbachelor i Tromsø og jobbet på mikrobiologisk lab i Stavanger i tre år, før hun flyttet til Tønsberg og tilbrakte fem år på «mikrobiologen» der.

- Jeg har kjæreste i Bø og hadde lyst til å ta en master. Så da ble det masterstudiet i natur-, helse- og miljøvern for meg også, forteller hun.

Schreiers masteroppgave handlet om antibiotikaresistens hos mikrober i drikkevann.

Jordbiobank

Både hun og Hellekås synes at Bionér er en spennende arbeidsplass. Akkurat nå – på høsten – er det mest rutinearbeid, for det er nå bøndene sender inn prøver fra jordene sine. Men resten av året er det tid til å forske.

- Vi har opparbeidet en liten biobank med mange hundre jordprøver. Og akkurat som pasienter må godkjenne at blodet deres lagres i en biobank, trenger vi godkjenning fra bøndene om at vi kan lagre jorda deres og bruke den i forskning, sier Schreier.

- Å leie lokaler og lab av universitetet har fungert veldig bra. Vi samarbeider tett og vi bruker studenter både til rutinejobbing på jordlaben og til forskningsprosjekter, legger Hellekås til.

Firma i oppstartsfasen

Hun forteller at firmaet er norsk og privateid og at det har hovedkontor i Oslo. I Bø jobber bare hun, Schreier, en bioinformatiker og en forsker som deler seg mellom USN og Bionér. Jordanalysene er av næringsstoffer, bakterier og sopp – forskningen dreier seg om å utvikle nye DNA-baserte analyser som på sikt kan bedre jordhelsen. Firmaet er i oppstartsfasen og det er ikke publisert forskningsresultater ennå.

Men det forskes! Spesielt i vinterhalvåret, når jordene er dekket med snø og is.

- Hender det at dere er ute i felten og samler materiale? På jordene?

Hellekås nikker. Hun forteller om et prosjekt der målet var å finne ut hvordan ulike mikrober trives i jord med og uten kunstgjødsel.

- Da fartet jeg rundt om på gårdene i Bø og samlet inn i jordprøver, forteller hun.

Bedre og flere jordbær?

Schreier forteller om et prosjekt som har beskjeftiget henne mens kollegaen har vært i permisjon. Det såkalte SAGAPLANT-prosjektet (se under). Det handler om å forbedre jordhelse i jordbærdyrkning. Målet er å finne ut mer om hvordan mikrobesamfunnet i jorda påvirker helsa til jordbærplanter. For eksempel vil identifikasjon av mikrober eller mikrobesamfunn som er karakteristiske for gode planter, åpne muligheter for å innføre slike så tidlig som mulig i produksjonen.

- Vi har identifisert og isolert flere bakterier fra jordbærrøtter, og tre stammer ble brukt i et forsøk på å inokulere sterile planter produsert fra vevskultur, forklarer Schreier.

Hun har selv tatt prøver av samtlige planter – ute i felten (i drivhus) – etterpå har hun DNA-ekstrahert dem. Og i løpet av de nærmeste ukene skal de DNA-sekvenseres.

- Jeg er spent på hva vi kommer fram til. Tanken er å kunne tilføre gode bakterier til jorda og gjøre den mer motstandsdyktig mot patogener, sier hun og tilføyer:

- Den analytiske biten – bioinformatikk og statistikk – tar en kollega seg av.

Jorddamping

Et annet prosjekt handler om såkalt jorddamping. Det er USN som er prosjektansvarlig, mens Bionèr er samarbeidspartner. Prosjektet heter: «Effekt av dampbehandling på rød marg Phytophtora fragariae og økosystemet i jorda». Schreier forteller at «Rød marg» forårsakes av eggsporesoppen Phytophtora fragaria og at den spesielt rammer jordbær. Det er per i dag få muligheter til å bli kvitt sykdommen - og jorder som er infisert blir satt i karantene i hele 15 år. Derfor er det viktig å utvikle behandling – for eksempel jorddamping, som går ut på at en maskin spyler varm damp ned i jorda.

Schreier og Hellekås sin oppgave blir å finne ut hvilken effekt jorddamping har på Phytophtora fragariae og på økosystemet i jorda. Og for å kunne gjøre det, må de også utvikle en testprosedyre for å dokumentere om soppen er til stede i jorda.

- Det er tatt mange prøver i ulike sjikt som skal ekstraheres og sekvenseres, forteller de.

- Jobber dere med andre prøvematerialer enn jord?

- Stort sett ikke, men jeg har vært med på et prosjekt som kartla tarmhelsen til hester. Da fikk vi inn avføringsprøver som vi sekvenserte for å identifisere mikrober hos friske hester – og hos syke, forteller Hellekås.

Grovlaben

Men akkurat nå går altså dagene stort sett med til rutinearbeid. De viser fram grovlaben som ikke har mye til felles med en sykehuslab, den likner mer på et mekanisk verksted. Her tørkes jordprøver, de siktes, veies, tilføres ekstraksjonsvæske, ristes og filtreres. Filtratet blir så fortynnet og analysert på et massespektrometer i etasjen over.

- Slik kan vi bestemme mengden av kalsium, magnesium, kalium og fosfor. Men vi analyserer også andre kjemiske parametere som plantetilgjengelig kobber og syreløselig kalium. Da bruker vi et atomabsorbsjonsspektrometer, forteller Schreier.

Kjempespennende!

Rutinearbeidet på jordlaben er helt ok. Det er Hellekås og Schreier enige om. Det er likevel når de snakker om forskningsprosjektene at engasjementet stiger. De forteller om et tredje prosjekt der de skal finne ut om DNA-analyser av nematoder (rundormer) kan brukes i miljøovervåking. I dag brukes mikroskopering for å identifisere nematodene – en avansert metode som ifølge de to bioingeniørene gjøres av svært få. Kjempespennende prosjekt, synes de.

Foreløpig er det labarbeidet som er bioingeniørenes plass i forskningsprosjektene ved Bionér. De har ikke vært mye involvert i prosjektplanlegging, men det skal de bli etter hvert, forteller de. Og de vet ikke om og når de blir tatt med på artikkelskriving, for forskerne på Bionér har ikke publisert resultater ennå.

- Men Bionér er et ungt firma som er i startgropa – og jeg tror vi har alle muligheter til å påvirke dette selv, sier Hellekås.

SAGAPLANT-prosjektet

Prosjektet inkluderte dyrkning av bakterier fra røttene til jordbærplanter. Bakteriestammene ble dyrket fram fra en voksen plante, og så tilført unge planter med ulike metoder.

En metode gikk ut på å dryppe og spre med øse én dråpe bakterieløsning på vekstmedium. Bildet viser unge planter i vevskultur etter inkubasjon, med tydelig bakterievekst.

Andre metoder gikk ut på å legge plantene med røttene ned i løsning én time eller dryppe én ml bakterieløsning direkte på jord nærmest røttene, ved siden av stengelen.

Alle jordbærplantene sto først i vevskultur og ble så overført til torvjord. Bildet viser unge jordbærplanter som gjennomgikk ulike inokuleringsmetoder med bakteriestammer. Alt ble utført i triplikater.

Etter noen uker ble jordbærplantene pottet om av ansatte hos SAGAPLANT AS, og etter atter noen uker tok bioingeniøren prøver av samtlige.

Prøvene ble DNA-ekstrahert og sekvensert av bioingeniøren i laboratoriet.

Alle bilder er tatt av Melanie Schreier