• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

AktueltArtikler fra Dansk KemiBioteknologi09. 06. 2026 | Heidi Thode

Moderne forskning kræver stammekonstruktion i high-throughput

AktueltArtikler fra Dansk KemiBioteknologi09. 06. 2026 | Heidi Thode

Krydsning sætter endnu engang gær i førersædet som forsøgsorganisme.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder
(læs originalartiklen her)

Af Uffe Hasbro Mortensen (professor), Thomas Strucko (post doc), Morten Kielland-Brandt (professor emeritus), Institut for Bioteknologi og Biomedicin, DTU

En metode til kontrolleret krydsning etablerede gær som primær forskningsorganisme.Mange er nok klar over, at rendyrkning af gær, udviklet af Emil Christian Hansen på Carlsberg i årene 1881-1884 [1], er en milepæl i mikrobiologiens historie og en teknologi, der har bidraget markant til Carlsbergs succes. Det er måske mindre alment kendt, at Carlsberg i kraft af Øjvind Winges forskning i bagegærs (Saccharomyces cerevisiae) seksuelle cyklus har leveret endnu en historisk opdagelse, som reelt har betydet, at bagegær er den på mange måder bedst studerede eukaryot.
Haploide gærceller har en af to parringstyper (”køn”), a eller α, og i gærs seksuelle cyklus kan to haploide celler med modsat køn fusionere og danne en diploid celle (figur 1). Processen er dog kompliceret af, at haploide gærceller kan skifte køn, og en gærcelle i en haploid klon kan derfor altid finde en parringspartner. Det er godt for gær ude i den vilde natur, men i forskning er det en ulempe, da man ikke kan lave stabile haploide stammer til de ønskede krydsninger. Det var det problem, Winge løste, da han i 1949 [2] fandt en mutant, der ikke kunne skifte køn, og dermed satte scenen for kontrollerede genetiske eksperimenter med gær. Et gennembrud, der betød, at mange genetiske laboratorier verden over valgte S. cerevisiae som deres foretrukne modelorganisme for eukaryote-celler, og som har resulteret i flere nobelpriser.

Kontrolleret krydsning løser nu udfordringer i moderne forskning
Gærs status som forsøgsorganisme steg yderligere, da den blev den første eukaryote-organisme, hvor det var muligt målrettet at ændre specifikke geners sekvenser [3], og den første med et fuldt sekvenseret genom [4]. Disse to milepæle tilsammen muliggjorde konstruktionen af store definerede mutantbiblioteker, hvor alle gærs gener er blevet individuelt slettet eller overudtrykt [5,6], og med sådanne biblioteker er det potentielt muligt at bestemme samtlige geners effekt på en given proces og dermed få et overblik over, hvad der skal til for, at cellen kan udføre denne proces, noget enhver forsker drømmer om.
For eksempel er vi i vores laboratorium på DTU interesserede i at udnytte gær som cellefabrik for produkter til fødevare- eller medicinalindustrien. Oftest er der tale om stoffer, som gær ikke selv kan lave, men som vi kan lære den at producere ved at indsætte et eller flere gener fra en organisme, der naturligt producerer stoffet. Når generne er sat ind i gær, får vi typisk et lavt udbytte, fordi den nye proces ikke er koordineret med gærs metabolisme og fysiologi. Det er dog umådeligt svært at forudsige, hvad problemerne er, og dermed også svært at løse dem. Det vil derfor være fantastisk nyttigt, hvis man kan studere processen individuelt i de mange mutantstammer og dermed få et overblik over, hvilke gener der påvirker processen.
En enorm eksperimentel flaskehals mod det mål er imidlertid, at man skal sætte de nye gener ind i de mange tusind mutantstammer. Med traditionelle metoder gør man det ved transformation. I gærs tilfælde vil det betyde, at samtlige stammer skal have en særlig behandling, der gør, at de er i stand til at optage DNA. Herefter skal det nye DNA indsættes i de mange stammer på præcis det samme sted i deres genom, så man meningsfuldt kan sammenligne udbytterne i de forskellige mutantstammer. Et sådant arbejde vil tage adskillige år, og det er her, Øjvind Winge kommer på banen igen. Tænk, hvis man kunne udnytte gærs naturlige parringsbiologi til at udføre denne opgave og lave alle stammerne i løbet af en uge. Det har vi opnået med vores nye teknik CRI-SPA [7,8].

Hvordan virker CRI-SPA?
I CRI-SPA har vi slået to teknikker sammen: CRISPR, der gav Nobelprisen til Emmanuelle Charpentier og Jennifer Doudna i 2020, og Selective Ploidy Ablation (SPA), der blev opfundet af Rodney Rothstein på Columbia University [9]. CRISPR-systemet er baseret på en nuklease, der kan introducere unikke DNA dobbeltstrengsbrud i en celles genom. Det smarte ved CRISPR-nukleasen er, at dens specificitet bestemmes af sekvensen på en RNA-streng (guide RNA), der er indbygget i nukleasen. En forsker kan derfor let programmere CRISPR-nukleasens specificitet ved at redigere RNA-strengens sekvens og dermed bestemme, hvor genomet skæres. Dernæst kan forskeren udnytte, at en celle er god til at reparere bruddet ved hjælp af homolog rekombination, og hvis cellen forsynes med DNA, der matcher enderne af bruddet, vil cellen bruge det som lappegrej og indsætte det i bruddet, se figur 2A.
SPA bruges til at haploidisere en diploid celle. Det unikke ved systemet er, at det udelukkende er de kromosomer, der kommer fra den ene forældrestamme, der fjernes. Det opnår man ved, at alle kromosomerne i den ene forældrestamme har fået indsat en haploidiseringssekvens, som, når cellen gror på et bestemt medium, vil lede til, at alle kromosomerne destabiliseres og går tabt som funktion af celledelinger. Sekvensen indeholder også et gen, der medfører, at cellen dør, hvis man tilsætter stoffet 5-FOA til mediet. Man selekterer derfor nemt de celler, der har mistet alle de kromosomer, der har en haploidiseringssekvens, ved at dyrke alle cellerne på et medium med 5-FOA, figur 2B.
Ethvert CRI-SPA eksperiment er baseret på en universel haploid CRI-SPA stamme, der (i) har det modsatte køn i forhold til stammerne i mutantbibliotekerne, (ii) der har fået et CRISPR-nuklease gen, og (iii) hvori samtlige kromosomer er blevet forsynet med haploidiseringssekvensen. I denne universalstamme indsættes de ønskede nye gener på en kendt position i genomet ved hjælp af CRISPR-nukleasen. Indsættelsen ødelægger CRISPR-nukleasens genkendelsessekvens, og nukleasen vil ikke herefter klippe i genomet. Vi kalder denne stamme en CRI-SPA donorstamme.
I et CRI-SPA eksperiment overføres de nye gener fra CRI-SPA donorstammen til alle stammerne i et mutantbibliotek via fem teknisk simple trin, se figur 3A, der blot involverer simpel replikapladning, hvor celler overføres fra en plade til en anden med et stempel. Da mutantbibliotekerne typisk har cirka 5-6000 stammer, og fordi hvert eksperiment skal laves fire gange for at opnå statistisk troværdige resultater, skal der laves 20-24.000 stammer. Et CRI-SPA eksperiment laves derfor bedst med en robot, figur 3B. For at holde antallet af plader nede bruger vi stempelplader, der kan håndtere 1536 kolonier, og dermed 384 forskellige mutantstammer.
I trin 1 blandes celler fra donorstammen individuelt med alle mutantstammerne på et medium, hvor de kan gro sammen og parre sig. I trin 2 overføres cellerne til et medium, hvor kun de diploide celler kan gro. Her vil CRISPR-nukleasen nu klippe mutantstammens genom på den position, der svarer til den, hvor de nye gener blev indsat i CRI-SPA universalstammens genom, før den blev til en CRI-SPA donorstamme. Cellen vil nu reparere bruddet ved at bruge information fra donorstammen som lappegrej, og herved overføres de nye gener til den tilsvarende position i mutantstammens genom. I trin 3 overføres cellerne til et medium, hvor donorstammens kromosomer destabiliseres og tabes. I trin 4 overføres cellerne til medium med 5-FOA, der dræber alle de celler, der stadig indeholder et eller flere af donorstammens kromosomer. De overlevende celler er derfor identiske med de oprindelige mutantceller bortset fra, at de nu har de nye gener på den ønskede position. I trin 5 kan disse celler nu overføres til et medium, hvor mutationens effekt på den nye proces kan analyseres. De mange datapunkter kan nu samles i en systembiologisk model, som vil give et omfattende indblik i de relevante funktioner i cellen, og som man kan bruge som inspiration til strategien for optimering af cellefabrikken.
Ovenfor har vi beskrevet, hvordan CRI-SPA kan anvendes til optimering af cellefabrikker, men metoden kan selvfølgelig også bruges til at undersøge basale biologiske processer i en gærcelle.

E-mail:
Uffe Hasbro Mortensen: um@bio.dtu.dk

Kilder
1. Hansen E.C. Undersøgelser over alkoholgjærsvampens fysiologi og morfologi. V. Methoder til fremstilling af renkulturer af saccharomyceter og lignende mikroorganismer. Meddelelser fra Carlsberg Laboratoriet (1886) 2(4):152-167.
2. Winge Ø & Roberts C. A gene for diploidization in yeasts. Comptes Rendus des Travaux du Laboratoire Carlsberg. Serie Physiologique (1949) 24:341-346.
3. Rothstein, R.J. One-step gene disruption in yeast. Methods in enzymology (1983), 101 , 202-211.
4. Goffeau A. et al. Life with 6000 genes. Science. (1996) 274, 563-567.
5. Giaever G., et al. Functional profiling of the Saccharomyces cerevisiae genome. Nature (2002), 418, 387-391.
6. Weill, U. et al. Genome-wide SWAp-Tag yeast libraries for proteome exploration. Nature Methods (2018) 15, 617-622.
7. P. Cachera et al. CRI-SPA: a high-throughput method for systematic genetic editing of yeast libraries. Nucleic Acids Research. (2023) 51, e91.
8. P. Cachera, N.C. Kurt, A. Røpke, T. Strucko, U.H. Mortensen & M.K Jensen. Genome-wide host-pathway interactions affecting cis-cis-muconic acid production in yeast. Metabolic Engineering (2024) 83: 75-85.
9. Reid, R.J. et al. Selective ploidy ablation, a high-throughput plasmid transfer protocol, identifies new genes affecting topoisomerase i-induced DNA damage. Genome Research. (2011) 21, 477-486.

Skrevet i: Aktuelt, Artikler fra Dansk Kemi, Bioteknologi

Seneste nyt fra redaktionen

Grundstoffer med kant

Artikler fra Dansk KemiBranchenyt07. 10. 2026

Thomas Just Sørensen: Universets byggeklodser. 283 sider. Boganmeldelsen er bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Anmeldt af Søren Kiil, professor, DTU Kemiteknik Det periodiske system er kemiens

Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik07. 10. 2026

Ny viden og avanceret testning skal sikre mere holdbare og bæredygtige beskyttelsessystemer til fremtidens infrastruktur. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Ziyou Li, Joshua

Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemi07. 10. 2026

Tekstureret vegetabilsk protein bruges til at fremstille plantebaserede kødanaloger. pH og ionstyrke påvirker proteiners konformation og interaktion med vandmolekyler, så vi satte os for at undersøge, hvordan pH og ionstyrke påvirker rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein. Artiklen har

Hvad skal kalken bruges til?

Artikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Fra en brønd på en jysk mark til borekerner i kælderen under Aarhus Universitet: 55 millioner år gammel vulkansk aske kan måske hjælpe med at gøre CO₂ til sten. Samtidig forsøger dansk industri at vende kalkens gamle kulstofkredsløb på hovedet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og

Biotin[6]uril – en makrocyklisk forbindelse, der vekselvirker med anioner

Artikler fra Dansk KemiOrganisk kemi07. 10. 2026

Ved at udnytte at reaktionen mellem formaldehyd og d-Biotin (et vitamin, og et naturligt forekommende N,N'-dialkylurinstof) er reversibel, kan oligomeriseringsreaktionen guides ved at tilsætte en templat. I dette bidrag forklarer jeg, hvordan dette er blevet udnyttet til at syntetisere makrocykler,

“I dybden med kemi” og “Klædt på til skriftlig kemi”

Artikler fra Dansk KemiBranchenyt07. 10. 2026

I dybden med kemi af Lone Brun Jakobsen og Klædt på til skriftlig kemi af Lone Brun Jakobsen m.fl. Begge udgivelser på Nucleus Forlag ApS, 2026, 1. udgave, 1. oplag. Boganmeldelsen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder (læs

Fra sjældne ædelmetaller til jern og mangan: Jagten på bæredygtige fotoaktive materialer

Analytisk kemiArtikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Hvordan kan nogle af jordskorpens mest almindelige metaller omdanne lys til kemisk energi, og hvilke udfordringer skal løses, før de kan erstatte ruthenium og iridium i fremtidens lysdrevne teknologier? Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer

Fra kvantekemi til AI: Nye værktøjer til overfladekemi

Artikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Kvantekemi gav os evnen til at forstå kemiske processer på atomart niveau. AI gør det nu muligt at anvende denne forståelse på realistiske og komplekse systemer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs

Fra elastik til batteri

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik07. 10. 2026

Princippet bag en almindelig elastik kan måske hjælpe med at løse en af den grønne omstillings største udfordringer: Lagring af energi. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Agnete

Ny erfaren institutdirektør på DTU Kemi

BranchenytTop06. 10. 2026

Professor Søren Kegnæs vil sætte fokus på blandt andet digitalisering, innovation og trivsel i sin nye rolle som institutdirektør på DTU Kemi. DTU har udpeget professor og nuværende viceinstitutdirektør Søren Kegnæs til ny institutdirektør på DTU Kemi med tiltrædelse 1. november 2026.Søren

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Mikrolab – Frisenette overtager aktiviteterne i MD Scientific

  • DENIOS ApS

    Vil du opvarme dine materialer effektivt?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Reduktion af energiomkostninger og forlængelse af vakuumpumpens levetid i fødevarepakning

  • Holm & Halby

    VidensDag’26 hos Holm & Halby

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Tilbud på GreenTips pipettespidser fra nerbe plus

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Forudkonfigurerede R&D-pakker fra Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions til forenklet opsætning af undersøgelser

  • DENIOS ApS

    Hvilke risici skal du være opmærksom på ved tekniske gasser?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    De 10 mest almindelige fejl ved brug af turbomolekylære vakuumpumper, og hvordan man undgår dem.

  • Holm & Halby

    Haier Biomedical går ind på markedet for rysteinkubatorer

  • Holm & Halby

    Ny generation af -86 °C frysere halverer næsten energiforbruget

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Grundstoffer med kant

    07.10.2026

  • Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

    07.10.2026

  • Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

    07.10.2026

  • Hvad skal kalken bruges til?

    07.10.2026

  • Biotin[6]uril – en makrocyklisk forbindelse, der vekselvirker med anioner

    07.10.2026

  • “I dybden med kemi” og “Klædt på til skriftlig kemi”

    07.10.2026

  • Fra sjældne ædelmetaller til jern og mangan: Jagten på bæredygtige fotoaktive materialer

    07.10.2026

  • Fra kvantekemi til AI: Nye værktøjer til overfladekemi

    07.10.2026

  • Fra elastik til batteri

    07.10.2026

  • Ny erfaren institutdirektør på DTU Kemi

    06.10.2026

  • 30 års overvågning viser, at antibiotikaresistens kan presses tilbage

    05.10.2026

  • Spiseolier – de onde, de gode og den virkelig gode

    29.09.2026

  • Gekkoen kan hele sit hjerte uden arvæv

    29.09.2026

  • Hydrogensulfid og biokul

    22.09.2026

  • Fremtidens cement er levende

    22.09.2026

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia ApS
Gammel Strandvej 20, 1th
DK - 2990 Nivå
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk

Privatlivspolitik
Cookiepolitik
Administrer samtykke
For at give dig de bedste oplevelser bruger vi teknologier som cookies til at gemme og/eller få adgang til enhedsoplysninger. Hvis du giver dit samtykke til disse teknologier, kan vi behandle data som f.eks. browsingadfærd eller unikke ID'er på dette websted. Hvis du ikke giver dit samtykke eller trækker dit samtykke tilbage, kan det have en negativ indvirkning på visse funktioner og egenskaber.
Funktionsdygtig Altid aktiv
Den tekniske lagring eller adgang er strengt nødvendig med det legitime formål at muliggøre brugen af en specifik tjeneste, som abonnenten eller brugeren udtrykkeligt har anmodet om, eller udelukkende med det formål at overføre en kommunikation via et elektronisk kommunikationsnet.
Præferencer
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for det legitime formål at lagre præferencer, som abonnenten eller brugeren ikke har anmodet om.
Statistikker
Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til statistiske formål. Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til anonyme statistiske formål. Uden en stævning, frivillig overholdelse fra din internetudbyders side eller yderligere optegnelser fra en tredjepart kan oplysninger, der er gemt eller hentet til dette formål alene, normalt ikke bruges til at identificere dig.
Marketing
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for at oprette brugerprofiler med henblik på at sende reklamer eller for at spore brugeren på et websted eller på tværs af flere websteder med henblik på lignende markedsføringsformål.
  • Vælg muligheder
  • Administrer tjenester
  • Administrer {vendor_count} leverandører
  • Læs mere om disse formål
Vælg fra liste
  • {title}
  • {title}
  • {title}