Bakteriofager i meieriene

Melkesyrebakterier spiller en avgjørende rolle i osteproduksjonen, og følgelig er bakteriofager (virus som dreper bakterier) en alvorlig trussel. Bakteriofagene er ofte stamme-spesifikke, og meieriene omgår til dels bakteriofagproblemer med å benytte blandinger av en rekke ulike stammer i osteproduksjonen. Men alle blandinger gir ikke like god ost. Vi har vist at den mest populære blandingen som gir god ost er særlig utsatt for bakteriofagangrep. Vi har isolert over 100 ulike bakteriofager fra ett meieri som alle har effekt på samme startkultur. Flere av bakteriofagene har meget stort hemmespektrum og kan inaktivere et stort antall av stammene i kulturen. En blanding av 8 bakteriofager ble vist å kunne forårsake betydelig redusert aktivitet i kulturen. DNA sekvensering av 120 av bakteriofagene vi har isolert viser at alle er svært forskjellige fra tidligere kjente bakteriofager og utgjør egne undergrupper av C2- og 936 gruppene av lactococc-bakteriofager. Et viktig mål er å raskt kunne identifisere bakteriofagproblemer i et meierianlegg slik at mottiltak kan settes inn tidlig. En slik metode er nå utviklet og testet med den mest brukte startkulturen i et av Tines anlegg. Metoden gir raske prøvesvar som kan predikere forsinket syrning og kvalitetsproblemer ystingen. Vi har vist at man kan isolere distinkte subkulturer av kultur D ved å bruke to ulike vekstmedier. For kultur D, den mest brukte kulturen, er forholdet mellom de to subkulturene ca 3:1. Vi har gjort det samme med to andre kulturer, og i disse er forholdet mellom de to subkulturene ca 2.1 og 1:1. Det er isolert bakterierstammer fra alle, og bakteriofager som kan angripe dem. Til nå er 95 bakteriestammer av arten Lactococcus genom- sekvensert. Foruten Lactococcus inneholder alle kulturene Leuconostoc. I motsetning til Lactococcus, hvor vi fant store mengder bakteriofager, har vi ikke funnet bakteriofager mot Leuconostoc i de samme prøvene.Vi har isolert leuconostoc fra flere startkulturer. Som for lactococcus ville de fleste Leuconostoc-stammene ikke vokse på ordinære laboratoriemedier, men vi tilpasset et melkebasert medium som alle leuconostoc kunne vokse på. 40 isolater er genomsekvensert. Vi har gjort sammenlignende genomanalyse av leuconostoc i meieriprodukter. Analysene er gjort i samarbeid med utenlandske forskere og viser at meieristammene er meget forskjellig fra andre leuconostoc, og at Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris har utviklet seg fra Leuconostoc mesenteroides subpsp. mesenteroides gjennom tap av en rekke gener, sannsynligvis gjennom lang tids dyrking i melk. De fleste Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris fra kultur D var svært forskjellige fra tidligere kjente stammer og danner en egen gruppering innen subsp. cremoris. To av startkulturene var dominert av Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris, men to andre var totalt dominert av Leuconostoc pseudomesenteroides, en art som først ble beskrevet i 1989. Vi har sekvensert i alt 95 ulike lactococcus stammer fra tre startkulturer. Våre data viser at de skiller seg fra de fleste tidligere kjente lactococcus stammer. Bioinformatiske analyser brukes for å finne sammenhenger mellom bakterienes DNA sekvens og følsomhet for bakteriofager. Dette inngår i Cyril Frantzens dr.grad.

Bakteriofager er virus som dreper bakterier. Det benyttes bakterier til produksjon av meireiprodukter som f eks ost, og bakteriofagangrep kan ha fatale konsekvenser for produksjonen. I et nybrottsarbeid viste Dr. Hans Petter Kleppen (tidligere prosjekt på UMB med støttet av Tine og NFR) at bakteriofager er et langt mer omfattende problem i norske meierier enn tidligere antatt. Vi mangler mye kunnskap om bakteriofagene i meieriindustrien. Det er spesielt behov for å kunne forstå den genetiske diversiteten som finnes og som stadig utvikles hos bakteriofager. Med en slik kunnskap gjennom vil det bli lettere å gjennomføre analyser i forkant av når problemene oppstår og dermed komme problemet i forkjøpet og redusere det. I dette prosjektet vil man karakteris ere bakteriofager fra Tines anlegg b.l.a. ved sekvensering av hele deres DNA med nye, billigere og mer omfattende teknologier enn det man kunne for få år siden. Dette gir nye muligheter til å presist beskrive bakteriofagenes utbredelse, vertsspesifisitet og smitteveier og gir det et godt grunnlag for effektive analyser av bakteriofager. Det er et mål å utvikle raske, enkle og så robuste bakteriofaganalyser til bruk på Tines produksjonsanlegg. Analysene skal kunne brukes til å forutse bakteriofagangrep og utløse nødvendige mottiltak før produksjonen skades. Prosjektet vil være tilknyttet et større internasjonalt prosjekt med ledende forskere og forskningsinstitusjoner og Chr. Hansen, en ledende leverandør av starterkulturer. Forskningsresultatene kan b li av stor betydning for utvikling av starterkulturer som er mer robuste mot bakteriofagangrep. Ved at Tine deltar i et slikt samarbeid vil vi ha mulighet til at «norske bakteriofager» blir tatt hensyn til i utviklingen av kulturer.