Utan gas bildas inga nya stjärnor och galaxer dör. Med hjälp av teleskopet ALMA har forskare för första gången lyckats observera en galax som är på väg att dö. Forskarna kunde se stjärnbildande gas kastas ut i form av en “tidvattensvans” och orsaken till fenomenet tros vara en kollision mellan två galaxer som smält samman till en.
Fetma uppkommer när energiintaget i det vi äter är större än den energi vi förbrukar. Men förmågan att behålla energibalansen varierar mellan individer. I dag vet vi att orsaken beror på flera faktorer där ärftlighet (genetisk predispositon) och livsstil (kost och motion) är de mest kända. Bakterierna i tarmfloran tros spela en viktig roll i såväl utvecklingen av fetma som i utvecklingen av sjukdomar.
Tarmfloran inkluderar bakterier, arkéer (arkebakterier), svampar, virus etc som finns i våra tarmar. Hos en vuxen människa utgör bakterierna ett kilo av vår kroppsvikt.
Studier har visat att fiberrik kost är bra eftersom bakterier som bryter ner fibrer producerar kortkedjiga fettsyror som är viktiga för kroppens ämnesomsättning. Likaså har bakterier som tillverkar slem visat sig vara viktiga för att bygga upp tarmens insida så att den inte ska läcka ämnen ut i blodbanan och orsaka skada i form av autoimmuna sjukdomar.
Som en del i sitt avhandlingsarbete har Louise Brunkwall varit med om att starta upp Malmö Familjestudie Malmö Offspring Study, MOS
I studien, som är gjord av professor Jens Nielsen, Yongjin Zhou och Eduard Kerkhoven, vid Institutionen för Biologi och bioteknik, utvärderas de hinder som måste övervinnas för att tillverka kolväten ur biomassa som ett reellt alternativ till fossila bränslen.
– Vår studie lyfter fram de senaste framstegen och potentialen inom biobränsle. Detta är speciellt intressant för beslutsfattare och forskningsfinansiärer. Den identifierar även var mer forskning krävs. Så vårt arbete kan också vara ett stöd när det gäller fördelning av forskningsfinansiering, säger Eduard Kerkhoven.
Måste bli effektivare för att konkurrera med fossila bränslen
Idag är det tekniskt möjligt att producera biobränslen från förnybara resurser genom att använda mikrober som jäst och bakterier som små cellfabriker.
För att kunna konkurrera med fossila bränslen måste processen bli mycket effektivare. Men att höja effektiviteten hos mikrobiella cellfabriker är en dyr och tidskrävande process, därför är en snabb utveckling av cellfabriken ett av de viktigaste målen.
Professor Jens Nielsen och hans forskargrupp är världsledande inom jästteknik och att utveckla och använda datormodeller för jästens metabolism, det vill säga ämnesomsättning. De är även kända för sin forskning kring människans ämnesomsättning, åldrande och sjukdomar. Deras upptäckter och teknikutveckling kan även tillämpas för att tillverka nya kemikalier och biobränslen. I artikeln ”Barriers and opportunities in bio-based production of hydrocarbons” utvärderar forskarna produktion av olika biobränslen med hjälp av en sådan datormodell för jästmetabolism.
Effektiv omvandling av biomassa
– Vi har teoretiskt räknat på maximala produktionsvinster och jämfört med vad som för närvarande är möjligt i labbmiljö. Det finns fortfarande en stor potential för att förbättra processen, säger Eduard Kerkhoven.
Det andra stora hindret är en effektiv omvandling av biomassa, som växter och träd, till sockerarter som kan användas i cellfabrikerna.
– Om denna omvandling kan göras mer effektivt skulle det vara möjligt att använda restmaterial från skogsindustrin eller grödor som avsiktligt odlas för biobränslen, för att producera helt förnybart biobränsle, säger Eduard Kerkhoven.
Biobränsle viktigt för tunga transporter
Han understryker hur viktigt biobränsle kommer att vara i framtiden.
– Medan personbilar i framtiden primärt kommer att vara eldrivna, så är biobränslen avgörande för tyngre transportformer som flyg och lastbilar. The International Energy Agency förutspår att 27 procent av de globala tunga transporterna drivs av biobränslen år 2050.
Även stora oljebolag som Preem och Total säger att förnybara biobränslen spelar en viktig roll i framtiden. I sitt ”Sky Scenario” räknar Shell med att biobränslen står för 10 procent av all global energianvändning i slutet av detta århundrade. Det ligger i linje med vad vår forskning visar, sammanfattar han.
Artikeln
Yongjin J. Zhou, Eduard J. Kerkhoven och Jens Nielsen i Nature Energy: ”Barriers and opportunities in bio-based production of hydrocarbons”
Kontakt
Eduard Kerkhoven, forskare och projektledare, Institutionen för Biologi och bioteknik, Chalmers, eduardk@chalmers.se
Jens Nielsen, professor, kvantitativ systembiologi, avdelningschef för Systembiologi, Institutionen för Biologi och bioteknik, Chalmers, nielsenj@chalmers.se
Inlägget Så kan biobränsleproduktionen bli mer effektiv dök först upp på forskning.se.
Kunskapen om våra tarmbakterier och tarmflorans betydelse är betydligt mindre än vad många böcker och tidningar vill påskina. En stor del av forskningen är baserad på djurstudier och går inte att direkt översätta till mänskliga förhållanden.
Vad som är en bra tarmflora för en person behöver heller inte vara bra för en annan. Samtidigt – allt fler forskningsrapporter tyder på att våra tarmbakterier spelar en viktig roll för vår hälsa.
De påverkar vår ämnesomsättning och kan kopplas till såväl fetma som hjärt-kärlsjukdomar och typ 2-diabetes.
Tidigare studier har visat att personer med dessa sjukdomar har varierande förekomst av olika metaboliter, det vill säga små molekyler eller restprodukter av ämnesomsättningen, i blodet.
Syftet med den nya studien var därför att identifiera metaboliter i blodet som kan kopplas till fetma (högt BMI, body mass index) och undersöka om dessa fetmarelaterade metaboliter påverkar sammansättningen av bakteriefloran i tarmen.
Glutamat starkaste riskfaktorn
Forskarna analyserade blod och avföringsprover från 674 deltagare i Malmö Familjestudie (Malmö Offspring Study, MOS). De fann 19 olika metaboliter som kunde kopplas till kroppsvikten, BMI (body mass index), varav glutamat och så kallad BCAA (grenkedjiga- och aromatiska aminosyror) hade den starkaste kopplingen till fetma.
De fann även att de fetmarelaterade metaboliterna hade kopplingar till fyra olika tarmbakterier (Blautia, Dorea och Ruminococcus inom familjen Lachnospiraceae, och SHA 98).
– Den största bidragande orsaken till skillnader i BMI, var skillnader i nivån av glutamat och BCAA vilket tyder på att metaboliterna och tarmbakterierna samspelar, snarare än att de är oberoende av varandra, säger Marju Orho-Melander, professor i genetisk epidemiologi vid Lunds universitet.
Den klart starkaste riskfaktorn för fetma i studien, glutamat, har även i tidigare studier associerats med fetma, och BCAA har i tidigare studier använts för att förutse ett framtida insjuknande i typ 2-diabetes och hjärt-kärlsjukdomar.
– Det betyder att framtida studier bör fokusera mera på hur tarmbakteriernas sammansättning kan modifieras för att minska risken för fetma och associerade metabola sjukdomar och hjärt-kärl-sjukdomar, säger Marju Orho-Melander. Och för att komma dit behöver vi först och främst förstå hur en hälsosam, normal tarmflora ser ut, och vilka faktorer som påverkar bakteriesammansättningen. För att göra detta behöver vi stora populationsstudier som Malmö Familjestudie, och interventionsstudier.
Publikation
Connection between BMI related plasma metabolite profile and gut Microbiota.
– Man ska aldrig dra några stora växlar på en förstagångsstudie, resultaten behöver upprepas, men man måste ändå säga att det vi kommit fram till är anmärkningsvärt, säger Maria Åberg,