Viten

Nofima: Slik kan vi sikre en raskere og bedre smittesporing av virus og bakterier

  • Solveig Langsrud
    seniorforsker, Nofima
  • Annette Fagerlund
    forsker, Nofima
  • Birgitte Moen
    forsker, Nofima
«MinION» er en portal DNA-sekvenserer og tilhører den seneste generasjonen DNA-analyseverktøy. Slike portable minisekvensmaskiner kan bli fremtidens verktøy for matindustrien.

Ved å kartlegge mikroorganismers gener kan vi lettere finne smittekildene.

Viten er Aftenpostens satsing på forskning og vitenskap, der forskere og fagfolk fra hele landet bidrar med artikler.

Pandemien har illustrert hvordan mikroorganismer raskt kan spre seg og hvor vanskelig det er å bekjempe en usynlig fiende som stadig forandrer seg.

I over 100 år har man visst at smitte kan spres gjennom hoste, dårlig håndhygiene, spytt og forurenset mat og drikke.

Likevel er det kanskje først under store smitteutbrudd at vi blir bevisste på at vi inneholder og omgir oss med mikrober. Disse kan endre vår tilværelse totalt.

Prøver av bakterier kan tas fra mennesker, mat eller miljø (venstre). Når man sekvenserer bakterier, kan man enten dyrke dem opp på næringsagar eller sekvensere DNA fra prøven (midten). Mye data må analyseres for å tolke resultatene. Man kan analysere slektskapet mellom bakteriene (øverst til høyre) eller analysere sammensetningen av bakteriesamfunn for å finne ut hvilke arter det består av (nederst til høyre).

Gir helt presise svar

Noen steder foregår det en daglig kamp mot usynlige fiender, som på sykehus og hos alle som produserer og serverer mat.

Nøkkelen til å stoppe smitten er å oppdage problemorganismer, identifisere smittekilden, hindre spredning og få informasjon om egenskapene.

I dette arbeidet er genomsekvensering et viktig verktøy. Men hva er det?

Den genetiske koden består av basene A, C, G og T. Begrepet sekvensering betyr å avdekke rekkefølgen av disse basene i DNA-tråden som utgjør arvestoffet.

Sekvensering har revolusjonert våre muligheter til å forstå og takle mikroorganismer. Tradisjonelt har man vært avhengig av ressurskrevende oppdyrking og biokjemiske tester for å identifisere mikrober. Og da har det kun vært mulig å dele dem inn i ganske grove grupper.

Med sekvensering av genmaterialet kan man ikke bare spare tid og arbeidskraft, men også få helt presise svar på hvilke mikrober det er snakk om.

Etter hvert som man lærer mer om sammenhengen mellom gener og egenskaper, kan man hente ut viktig informasjon om mikroben kun ved å se på sekvensen.

Man kan sekvensere små eller store biter av genomet for å få ut spesifikk informasjon. Det mest kraftfulle verktøyet er helgenomsekvensering, hvor man kartlegger hele gensekvensen.

Kartlagt ned i minste detalj

I Nofima har vi de siste seks årene undersøkt mulighetene og begrensningene for å bruke helgenomsekvensering til å sikre trygg og holdbar mat. Vi har så langt helgenomsekvensert nærmere 1000 bakterier fra mat og matindustri.

Forskere og myndigheter over hele verden deler sine sekvenseringsresultater i store databaser, og vi kan gjøre slektskapsanalyser for å sammenligne våre norske bakterier med utenlandske.

Ikke så overraskende fant vi at «våre» bakterier er mer i slekt med hverandre enn med de utenlandske matbakteriene.

Vi vet en del om hvor ofte bakterier muterer, og vi har en bakteriesamling som vi har bygd opp gjennom flere år. Det har gjort det mulig å regne ut når de ulike variantene vi fant, hadde skilt lag genetisk. Dermed kan vi markere når en felles stammor har oppstått.

Vi kan også finne smittekilder og studere hvordan bakteriene sprer seg i og mellom ulike fabrikker.

Her er forsker Annette Fagerlund, en av artikkelforfatterne, ved en større sekvenseringsmaskin.

Nødvendig for å stoppe smitte

Å vite hvilke bakterier som finnes på råvarer, og hvilke smitteveier disse tar, er nødvendig for å kunne stoppe smitte tidlig.

Det viser seg også at man skal være forsiktig med å trekke forhastede konklusjoner. Som for koronaviruset kan samme bakterievariant være utbredt og dukke opp i flere bedrifter.

Et treff mellom et sykdomstilfelle og en matvare betyr derfor ikke nødvendigvis at man har funnet smittekilden.

Samtidig som vi får informasjon om hvilke bakterievarianter som er i omløp, er det mulig å finne ut om bakteriene har spesielle mutasjoner eller resistensgener. Disse kan gjøre dem mer farlige eller vanskeligere å bli kvitt. Denne informasjonen får vi ikke med de tradisjonelle metodene.

Reduserer matens holdbarhet og kvalitet

Noen få mikrober er direkte farlige å få i seg. Langt flere kan bidra til å redusere matens holdbarhet og kvalitet.

Sekvensering av hele eller deler av mikrobenes genmateriale kan også brukes for å finne smittekilder og -veier.

Vi har blant annet kartlagt at det er mulig å finne ut hvilke bakterier som kom fra råvarer, sjø og andre kilder i laksebedrifter. Denne kunnskapen kan bidra til et mer treffsikkert renhold.

Sekvensering vil også kunne brukes for kvalitetskontroll og muliggjøre en mer fleksibel datomerking av mat. Denne måten å jobbe på er fremdeles på forskningsstadiet, og man trenger mer kunnskap om begrensninger og muligheter.

Håp for fremtiden

Sekvensering, og spesielt helgenomsekvensering, bidrar til raskere og bedre smittesporing av virus og bakterier. Håpet er at man i fremtiden skal kunne gjøre bedre risikovurderinger, jobbe med forebygging istedenfor brannslukking og kunne tilpasse tiltak til reell risiko.

På sikt vil det bety tryggere mat, bedre holdbarhet og kvalitet – og dermed mindre svinn.

Kanskje kan du en gang i fremtiden kan forholde deg til en dynamisk merking av mat, som tar hensyn til historien til akkurat den pakken du tar ut av kjøledisken.

  • Solveig Langsrud er seniorforsker ved Nofima.

  • Birgitte Moen er forsker ved avdeling trygg og holdbar mat i Nofima.

  • Annette Fagerlund er forsker ved avdeling trygg og holdbar mat i Nofima.

Les også

  1. Fullmånen er en illusjon

  2. Engangsprodukter er dårlige for miljøet. Men holdbare varer er ikke mye bedre.

Les mer om

  1. Smittevern
  2. Mat
  3. Forskning og vitenskap
  4. Nofima
  5. Virus