Dataspillet Eterna kom ut i 2011, og det ligger fritt tilgjengelig på nettet. Du spiller det rett i internettbrowseren din.

Hovedpoenget er å endre og designe RNA-molekyler slik at de får spesielle former og egenskaper. RNA har blitt kalt DNAs fetter, og de to molekylene er ganske like på flere forskjellige måter.

Tankenøtter

Spillet høres kanskje fryktelig komplisert ut, men er lagt opp som et typisk tankenøttspill, og du må hverken kunne eller forstå noe som helst om RNA for å spille. Det er ganske morsomt, basert på journalistens rundt 20 minutters spilletid.

Men spillet er egentlig et helt spesielt verktøy for en forskningsgruppe som jobber ved medisinfakultetet ved Stanford-universitetet i USA.

Spillet gjør at mange titusenvis av spillere kan leke med forskjellige RNA-former, og den samlede intelligensen til spillerne er bedre til å løse noen av disse gåtene enn universitetets egne superdatamaskiner.

• Les også: Spill for livet

Spillet har også en annen dimensjon, nemlig at forskergruppen på Stanford kan prøve å lage RNA-molekylene spillere har designet. I 2014 hadde forskerne testet ut rundt 13 000 RNA-molekyler som kom fra spillerne, ifølge denne studien.

Men hvorfor lage et sånt spill? Og hvorfor trenger forskerne hjelp til å lage nye RNA-molekyler?

RNAs hemmeligheter

RNA (ribonukleinsyre) er laget av de samme byggeklossene som DNA. Forskjellen er at RNA består av én lenke, i motsetning til den klassiske DNA-dobbeltspiralen.

Men RNA har en veldig viktig jobb i cellene våre.

DNA inneholder massevis av oppskrifter på proteiner som gjør svært mange forskjellige ting i kroppen. Noen reparerer sår, mens andre hjelper til med å konvertere mat til energi.  De er rett og slett helt kritiske for at vi er i live.

Mange forskjellige proteiner lages i kroppen, og instruksjonene må hentes fra genene for å kunne brukes av proteinfabrikker i cellene våre.

Her kommer RNA inn. RNA er blant annet et bindeledd mellom genene og hvordan genene skal leses og brukes av kroppen.  

Men det finnes flere typer RNA, og molekylet har også andre typer oppgaver. Blant annet kan noen RNA skru av og på gengrupper, slik at disse genene ikke brukes lengre.

PBS har laget en god og visuell forklaring på hva RNA er for noe i videoen under. Her er de også innom de mulighetene som ligger i RNA. Hvis vi for eksempel kan bruke RNA til å skru av gengrupper som henger sammen med visse krefttyper, kan det gi store muligheter til å lage skreddersydd behandling.

Men dette er lettere sagt enn gjort.

Selvbrettende

RNA kan ha mange forskjellige egenskaper, og disse henger tett sammen med hvordan RNA-tråden bretter seg. Formen på RNA-krøllen bestemmer hvor og hvordan molekylet virker sammen med andre cellemekanismer.

De forskjellige basene i rekken danner bånd med hverandre, og RNA-tråden krøller seg sammen etter at den er dannet. Dette vises også i videoen som ligger over.

Men det er så mange mulige basepar at RNA kan ha ekstremt kompliserte former.

• Les også: RNA gir nytt liv til teorien om erverede egenskaper

Det er her Eterna kommer inn. Dataspillet gjør at tusenvis av spillere kan leke og teste ut forskjellige former og bindinger i RNA-molekyler. Spillerne kan planlegge RNA-tråder slik at de bretter seg på den måten spilleren vil.

Deretter kan forskerne teste disse nye RNA-molekylene i det virkelige liv for å se om de oppfører seg på samme måte som de gjorde i spillet, og om de danner stabile bindinger.

Hva er de vanskeligste RNA-molekylene?

Nå har noen spillere tatt initiativet til å lage en rangering av RNA-molekyler, hvor målet er å lage en slags liste over relativt lette til nesten umulige RNA-former.

Hvis en biomedisinsk forsker prøver å lage et RNA-molekyl med noen spesielle egenskaper, kan det være at akkurat det molekylet er så vanskelig å forme at det nesten ikke er mulig.

Men det har ikke vært noe system som kan forutsi vanskelighetsgraden før, ifølge studien, som er publisert i Journal of Molecular Biology.

Spillerne har prøvd å samle sammen visse RNA-former som er spesielt vanskelige å lage.

De tok kontakt med Stanford-forskerne bak Eterna-spillet for å få testet 100 forskjellige RNA-molekyler i datasimuleringer. Disse datasimuleringene brukes for å forutsi hvordan RNA-tråder kommer til å brette seg.

• Les også: Mikro-RNA – kroppens dirigenter

Spillerne kom også med hypoteser om hvilke former som ville være vanskeligst, og det viste seg at datamaskinene virkelig fikk kjørt seg. De hypotetisk vanskeligste molekylene var ikke løst etter flere dager med datautregninger, ifølge Stanford.

Selv om ikke datamaskinene klarte det, hadde de flinkeste Eterna-spillerne løst disse molekylene tidligere.

Spillerne fikk hjelp av forskerne til å lage en vitenskapelig artikkel av arbeidet, og de konkluderte med at jo mer symmetrisk et komplisert RNA-molekyl er, dess vanskeligere er det å produsere.

Dette er foreløpig bare datasimuleringer, men forskerne foreslår å bruke Eternas laboratorium i det virkelige liv til å teste ut hvordan disse formene vil fungere.

Referanse:

Lee mfl: Principles for Predicting RNA Secondary Structure Design Difficulty. Journal of molecular biology, februar 2016. DOI: 10.1016/j.jmb.2015.11.013.

Tang og tare som vi kaller makroalger er full av helsefremmende stoffer. Vi vet at disse også kan ha positiv effekt på oppdrettsfiskens helse. Derfor kartlegger vi nå naturens eget legemiddel: Makroalgene.

Dagens fiskefôr består av 70 prosent planteingredienser. Tilgang på planter er helt sentralt for å sikre videre vekst i oppdrettsnæringen. Hvorfor ikke bruke havets egne planter, som tang og tare?

Tidligere forskning har vist at litt tang i fiskefôret har positiv effekt både på tilvekst og oppdrettsfiskens helse. Derfor jakter vi på bioaktive stoffer i makroalgene som alginat, laminarin, mannitol og fucoidan.

Målet er å utvikle et fiskefôr som gir enda bedre vekst og fiskehelse.

Kystens gull

Kystnasjonen Norge har rik tilgang på disse verdifulle råvarene: Strekker du Norges 101 000 kilometer lange kystlinje ut, kommer du to og en halv ganger rundt ekvator. Langs hele denne kysten vokser det verdifulle planter, som makroalger.

I Norge har vi om lag 175 brune, 200 rød og 100 grønne arter av marine makroalger.

Skal vi kunne utnytte disse ressursene i den grønne økonomien, trenger vi forskningsbasert kunnskap og innovasjon. 

Skog og hav som fôrkammer         

Ifølge FN må verdens matproduksjon øke med 60 prosent frem mot 2050. Samtidig krever klimautfordringen at vi utvikler en enda mer miljøvennlig matproduksjon og at vi går over fra å være et oljebasert samfunn til bioøkonomi. Disse utfordringene krever at vi tenker nytt. I stedet for å bruke verdifull landbruksjord for å dyrke mat må vi ta i bruk de mulighetene som vår rike tilgang til biomasse gir. 

Ved å utnytte biomasse som trær, makroalger og grass til dyrefôr, kan vi nemlig redusere vår import av fôrråvarer som soya. Skog, hav og beite kan være vårt nye fôrkammer.

• Les også: Tryller med trær, alger og gras

Naturlig biomasse + høyteknologi

Derfor høster vi inn makroalger som stortare, tørker og maler den opp før vi ved hjelp av kjemiske prosesser kan hente ut helsefremmende stoffer, som alginat, laminarin. Tang og tare fermenteres, det vil si at det spaltes til sukker og utnyttes til produksjon av gjær, som igjen brukes i dyrefôr.

Bioøkonomi handler altså om møtet mellom natur og avansert teknologi, der vi henter ut og videreforedle de verdifulle råvarene som naturen så generøst sjenker oss.

Det er med andre ord vår kunnskap om bioteknologi som muliggjør det grønne skiftet. For hvem skulle vel i utgangspunktet tro at noe så alminnelig som et bjørketre i skogen eller en stortareplante på havets bunn skulle kunne danne grunnlaget for en rekke høyverdige produkter?

I en gunstid råvaresituasjon

Når vi klarer å hente ut de verdifulle, helsefremmende stoffene fra stortare, er det takket være vår kunnskap om kjemiske og mikrobiologiske prosesser. Å bruke makroalger i fiskefôret for å øke selvforsyningsgraden, bedre tilvekst og fiskehelse er bare ett av flere eksempler på hvordan lokal biomasse kan skape fremtidens bærekraftige matproduksjon. Eksempelet illustrerer hvordan Norge nok en gang er i en gunstig råvaresituasjon. Kunnskap var avgjørende for at Norge ble en oljenasjon. Tilsvarende vil forskning, utvikling og næringslivssamarbeid være avgjørende for overgangen til bioøkonomi.

Forskningsarbeidet i Foods of Norway startet opp i fjor høst og skal pågå i åtte år framover. Sammen med næringsaktørene arbeider vi for å utvikle ny kunnskap som kan bidra til det grønne skiftet. I løpet av våren vil vi høste fersk tare som er dyrket utenfor norskekysten. Sammen med de øvrige forskningsforsøkene på makroalger vil vi forhåpentligvis komme noen skritt lenger i å avsløre hvilke bioaktive hemmeligheter som skjuler seg hos havets regnskog.