Grunnleggende og anvendt biovitenskap. Are Halvor Aastveit IKBM

Transkript

1 Grunnleggende og anvendt biovitenskap Are Halvor Aastveit IKBM

2 Grunnleggende og anvendt biovitenskap Grunnleggende biovitenskap -Biologi -Økologi -Kjemi/biokjemi -Mikrobiologi -Genomikk -Kvantitativ analyse -Geologi -Biofysikk Biovitenskap ved UMB Anvendt Biovitenskap -Matproduksjon -Prosessering av mat -Skogproduksjon -Miljø -Jordfag -Bioenergi -Avl/foredling -Helsesatsingen -Etologi

3 UMBs fagkompetanse innen grunnleggende biovitenskap IKBM (kjemi, biokjemi, mikrobiologi, biostatistikk, bioinformatikk) Et bredt fagmiljø innen grunnleggende biovitenskap; anvendelser mot mat og næringsmiddelfag, helse, miljø og bioenergi INA (Biologi, økologi) Et bredt fagmiljø innen biologi/økologi; anvendelser mot skog og forvaltning av naturresurser IPM (kjemi, biologi, genetikk, geologi) Et bredt fagmiljø med fokus på matproduksjon, miljø, jord og vann. IHA (genetikk/avl) Et bredt fagmiljø innen genomikk med fokus for anvendelser innen husdyr, avl, akvakultur og ernæring IMT (matematiske fag/beregningsorientert biologi, biofysikk) Beregningsoreintert miljø med fokus på modellering av prosesser 3

4 Resurser knyttet til grunnleggende biovitenskap ved UMB Faste vitenskapelig ansatte og ressurser IKBM 16 IHA 10 IPM 15 IMT 10 INA 15 På mange vis er mye av UMBs ressurser knyttet til grunnleggende biovitenskap 450 studenter /90 per år Ca mill/år i eksterne forskningsprosjekter? Ca mill/ år lønn til disse 4

5 Forskning på enzymer og bioenergi Enzymatisk nedbryting av cellulose er en stor flaskehals i utvikling av annen generasjon biodrivstoff. I de siste årene har en oppdaget at det finnes det som hittil ble kalt hjelpe proteiner som hjelper enzymer til å bryte ned vanskelig nedbrytbare sukkerpolymerer, slik som kitin og cellulose. UMB har fra før bidratt med vesentlige funn rundt dette (2005). Svært grunnleggende arbeid har ført til at vi har funnet ut hvordan disse hjelpeproteinene kan gjøres mye mer effektive ved å endre prosessbetingelsene. Oppfinnelsen er av stor vitenskapelig betydning (hjelperproteinene viser seg til å være en hel ny type enzym) og kan vise seg til å ha stor kommersiell verdi. Patent er søkt.

6 Enzymer Vincent Eijsink fikk et stort strategisk prosjekt nesten helt til seg selv i Det har vært jobbet langsiktig og å rekruttere og beholde gode folk med komplementære kompetanser. Gruppa har bygget opp en posisjon gjennom flere gode publikasjoner underveis. Systematisk integrering mellom flere (mindre) forskningsprosjekter Avgjørende investeringer i vesentlig utstyr delvis fra UMBs sentrale midler og delvis fra NFR. Resultat: Gustav Vaaje-Kolstad, Bjørge Westereng, Svein J. Horn, Zhanliang Liu, Hong Zhai, Morten Sørlie and Vincent G. H. Eijsink (2010) An oxidative enzyme boosting the enzymatic conversion of recalcitrant polysaccharides, Science, 330,

7 Spiseforstyrret A-magasinet nr aug Overflod eller matmangel Spørsmålet er det samme: Hva skal vi spise? Fakta : 1 milliard sultne i verden 1 milliard antall overvektige voksne i verden 22% prisøkning for en typisk matkurv i Bangladesh i første kvartal av % anslagsvis økning i etterspørsel av mat i løpet av de neste to tiårene 50 % gjennomsnittlige økning av de globale kornprisene 7

8 Storskala sekvensering og genotyping Egenskaper Biologisk materiale SNP teknologi Genomsekvenser i husdyr, fisk og planter DNA variasjon som påvirker viktige egenskaper GWS Forbedret konkurransekraft til norsk matproduksjon Forbedre helse, råvarekvalitet og andre egenskaper til husdyr, fisk og planter ved implementering av genominformasjon i avl Bruke genominformasjon til å kontrollere innavl og opprettholde genetisk variasjon for langsiktig og bærekraftig anvendelse Bruke genominformasjon for å bedre konkurransekraften til norsk genetisk materiale nasjonalt og internasjonalt Genuttrykk Proteiner Metabolitter Teknologiske egenskaper Modellering Fôring Prosessering Molekylær karakterisering Dypere kausal forståelse Utnytte gen/miljø samspill til å lage råvarer med ønskede kvaliteter Detektere kausal DNA variasjon, patentbeskytte og selge DNA tester Utvikle naturlige og sunne produkter basert på produksjon av råvarer med optimal sammensetning og målrettet prosessering av disse Differensiering av produkter til ulike forbrukergrupper vha av genetiske strekkoder, fôring og prosessering Bedre konkurransekraften ved å utnytte definerte kvaliteter til merkevarebygging av norsk mat gjennom verdikjeden

9 Horisontal genoverføring mellom streptokokker. Gruppen er blant de fremste i verden på sitt område. Studiene har både teoretisk og praktisk betydning. Teoretisk: viktig for forståelsen av evolusjon og fylogeni. Praktisk: av stor betydning for klinisk mikrobiologi (behandling med antibiotika og vaksiner). Ett av gruppens viktige funn er at streptokokker dreper andre streptokokker ved hjelp av et protein som heter CbpD og stjeler DNAet fra den ødelagte cellen. DNAet kan inkorporeres i eget genom og gi nye egenskaper. DNA CbpD

10 Bacteria: Enterococci, lactobacilli, staphylococci Antimicrobial Activity of LAB Pathogenicity of bacteria Bacteria in the gut Pathogens and Probiotics Research at LMG Genomics of bacteria

11 1. GRUNNFORSKNING: Vg BIDRAR TIL IMMUNITET HOS BIER 20% av bier med lavt vitellogenin protein (Vg) nivå har infeksjoner Infeksjoner ikke påvist hos bier med høye Vg nivåer AMDAM ET AL. 2006, Exp. Gerontol. 2. TRANSLATIV FORSKNING OG FRAMTIDIG IMPLEMENTERING = kontroll Vg dreper bakterier og nøytraliserer virus i flere arter fisk, inkludert atlantisk oppdrettslaks 11 LI ET AL. 2009, MOLEC. IMMUNOL.

12 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Reaction network Cancer status Modularity matrix Gene expression data

13 Utfordringer i årene som kommer Grunnleggende bio-forskning er kostbart, men nødvendig. Viktig å synliggjøre nytten av denne typen forskning. Dette er viktig for DnU og at vi står sammen om fokuseringen. Prioritere områder som det skal satses på. Rekruttere nøkkelpersonale som kan konkurrere i NFR og EU om midler til basalforskning. Sikre talentene vi har i systemet en forutsigbar framtid. Klare å beholde, oppdatere og drifte en infrastruktur som gjør at vi kan være med i konkurransen om publisering i de mest prestisjefulle journalene og å ha noe å tilby samarbeidspartnere i inn- og utland. Rekruttere gode studenter til grunnleggende biofag. Robuste forskergrupper med bred undervisningsportifolieo, men spisset forskningsaktivitet. Gjøre det lønnsomt å drive med biovitenskapelig forskning. Skape økonomisk handlingsrom for forskere. 13