Når oljen tar slutt: Digitalt liv kan løfte næringslivet

Kombinasjonen beregninger og sekvensering av store mengder DNA kan styrke norsk næringsliv og føre til bedre mat og skreddersydde medisiner.

LØFT: Forskningsrådet spytter inn 250 millioner i det nye nasjonale senteret for digitalt liv, men vi forventer å mangedoble verdien ved at næringslivet blir styrket, forteller forskningsdekan Svein Stølen. Foto: Colourbox

Bedre og tryggere mat og nye og mer effektive  medisiner og vaksiner er noen av de mange gevinstene forskningsdekan Svein Stølen på Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet ved UiO ser for seg når det nye nasjonale senteret for digitalt liv er i gang neste år. Senteret vil bli en del av den nye bioteknologisatsingen i Norge.

En av de store ideene med senteret er, ikke bare å forske på tvers av institusjonene, men også å bryte de metodiske barrierene i vitenskapen. Biologer og medisinere skal nå forske tett sammen med både matematikere, informatikere og statistikere i grenselandet mellom alt fra genetikk og bioteknologi til matematiske beregninger og håndtering av store datamengder.

Senteret skal gi en dypere forståelse av livsprosesser, økosystemer og hvordan smitte og epidemier sprer seg, og være med på å utvikle nye og mer effektive medisiner tilpasset den enkelte pasient.

Etter det Apollon erfarer vil Forskningsrådet i begynnelsen av oktober offentliggjøre at det nye forskningssenteret skal drives i fellesskap av universitetene i Oslo, Bergen og Trondheim.

– Når oljen tar slutt, kan bioteknologien bli det nye økonomiske lokomotivet i Norge. Vi ønsker der- for å jobbe tett mot industrien. Forskningsrådet spytter inn 250 millioner kroner, men vi forventer å mangedoble verdien ved at næringslivet blir styrket og får fortrinn innenfor både ernæringsvitenskap, akvakultur og helse, forteller Svein Stølen, som har fått den tiltenkte rollen som styreleder i det nye senteret.

Forskningsdekan Hilde Nebb på Det medisinske fakultet sier det nye senteret kan bli en av spyd-spissene innen livsvitenskapssatsingen ved UiO.

– DNA er livets programvare. Takket være genteknologien og syntetisk biologi, er det nå mulig å manipulere DNA, akkurat som det er mulig å redigere programvaren i datamaskinen, forteller Hilde Nebb.

200 000 ganger raskere

Da genomet til mennesket ble kartlagt for ti år siden, tok arbeidet ti år og kostet like mye som et romfartsprogram. Tusenvis av forskere måtte trå til. Selv om genomet var hentet fra ett individ, ble det referansegenom for hele menneskeheten.

I dag er de beste sekvenseringsmaskinene blitt så gode at en enkelt maskin kan fullsekvensere

18 000 genomer på ett år. Det er et snitt på femti om dagen. Eller for å si det på en annen måte: Tid-en det tar å kartlegge ett genom, er i dag nesten 200 000 ganger raskere enn for bare ti år siden.

Persontilpasset medisin

Kartleggingen av gen- omer krever enorme mengder lagringsplass på datamaskinen. De stadig bedre sekvenserings- mulighetene kan gi forskerne helt nye svar innen både medisin og den biologiske forståelsen av livet.

– Takket være tilgangen til smarte computere og store mengder data, har vi nå muligheten til å se helt nye sammenhenger som den menneskelige hjerne ikke hadde klart alene. Dette åpner muligheten for å dele opp diagnoser i mange undergrupper og skreddersy behandlingen med persontilpasset medisin. Vi vil nå bli i stand til å vite hva som forårsaker sykdommer og hvilke sykdommer du kan få. Da kan du få forebyggende medisin, poengterer professor Dag Undlien på Avdeling for medisinsk genetikk ved Institutt for klinisk medisin.

Mange medisiner er ikke effektive nok, spesielt for kroniske sykdommer som hjerte- og karsykdommer, kreft, psykiske lidelser og immunsykdommer.

– For å finne den genetiske forklaringen på sykdommer, trengs det statistiske tolkninger av store mengder DNA og pasientinformasjon. Genforsk-ningen vil gjøre det mulig å finne den optimale mengden medisiner til den enkelte pasient og gjøre det lettere å vurdere om den enkelte pasient skal behandles eller ei.

Forskerne vil også kunne analysere hvordan man kan oppdage, beskytte seg mot, behandle og håndtere infeksjonssykdommer og pandemier.

Og de vil ikke minst forske på og forstå kompleksiteten i livet. Da må de lage matematiske modeller av både celler og DNA-molekylet, samt atommodeller av små deler av DNA for å kunne se hvordan DNA reparerer seg selv.

– Det beste med det nye forskningssenteret er at beregningstunge fag blir trukket inn i biologien. Jeg har derfor et stort håp om at senteret skal dyrke frem talenter og velskolerte folk, som både kan informatikk, matematikk, statistikk og biologi, og som kan løse moderne biologiske og medisinske problemer der store data blir helt dominerende, forteller Dag Undlien.

Fra torsk til pest

Professor Kjetill S. Jakobsen ved Senter for økologisk og evolusjonær syntese (CEES), som har vært en av hovedmennene bak sekvenseringen av torskens genom, har store forhåpninger til det nye nasjonale senteret for digitalt liv.

– Med DNA-sekvensering kan vi undersøke tusenvis av individer og stille oss spørsmålene hvorfor torsken har den atferden den har, hvorfor torskestammer har ulik atferd og hvorfor Barentshavskreien svømmer sørover til Lofoten for å gyte, mens den lokale kysttorsken holder seg langs kysten, forteller Jakobsen.

I det nye DNA-laboratoriet til 18 millioner kroner, som Jakobsen åpnet sammen med professor Nils Christian Stenseth i vår, er det nå mulig å analysere forhistoriske DNA-rester. Laboratoriet, som er det største i sitt slag i Europa, genererer enorme mengder data.

– Med DNA-analyser av pestbakterier og smittedyr kan vi få nye svar på hvor pesten kom fra, hvor- dan mutasjoner fører til farlige bakterier, hva som skulle til for å få utbrudd og hvorfor pesten bare smitter i visse perioder. Og når det nasjonale senteret for digitalt liv er på plass, kan vi bruke matematiske modeller til både å sammenligne DNA-endringene i pestbakteriene fra 1200-tallet og frem til i dag, og hvordan torske-DNA-et har endret seg fra slutten av attenhundretallet, lenge før det industrielle fisket begynte, og frem til i dag, forteller Jakobsen.

Som om dette ikke er nok, har biologene nå for første gang også muligheten til å undersøke om den gamle antakelsen at DNA-et er likt i alle cellene våre, stemmer eller ei.

– Det er velkjent at DNA endrer seg i kreftceller, men det kan tenkes at det er mikroforskjeller i DNA i friske celler. Metodene vi har hatt til nå, har vært for unøyaktige. Nå har vi omsider muligheten til å se om det er individuelle forskjeller i cellene våre, poengterer Jakobsen.

Av Yngve Vogt
Publisert 17. aug. 2015 11:10 - Sist endret 17. aug. 2015 11:10
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere