"Vi kan fremstille alt"

CRISPR forandrede alt

Et af de vigtigste redskaber til dette redesign er CRISPR. Lidt forenklet fortalt er det muligt ved hjælp af CRISPR at ’klippe’ gener ud af en plante eller en anden levende organisme og sætte det ind i en ny celle. Det indsatte gen indeholder koden for det stof, man ønsker at få fremstillet. Lykkes processen, så kan den genmodificerede celle nu lave stoffet.

Præcisionsfermentering har været kendt i årtier, og Novo Nordisk har længe udnyttet den til at fremstille insulin. Men feltet er nærmest eksploderet i det seneste årti, og det skyldes CRISPR-teknologien, som blev tilgængelig i 2012.

”Før CRISPR var det ikke nemt at genmodificere en mikroorganisme. Det var langsommeligt og kedeligt, og det var kun med få organismer, det overhovedet kunne lade sig gøre. Med CRISPR blev det pludselig nemmere, og det har bevirket, at det nu er muligt at sætte gener ind i mange flere forskellige mikroorganismer,” siger José L. Martinez, der før CRISPR-teknologiens fødsel selv måtte opgive at modificere en type gærcelle trods fire års ihærdig indsats. Med CRISPR lykkedes det Martinez sammen med sin kollega ved DTU Bioengineering, professor Uffe Hasbro Mortensen, at modificere cellen på to år.

Teknologiens akilleshæl

Selvom det teknologisk set er muligt at få mikroorganismer til at fremstille hvad som helst i et laboratorium, så er præcisionsfermenteringens akilleshæl at få det skaleret op. Opskalering handler om at få produktionen af det ønskede stof fra få milligram i laboratoriet op til et udbytte på flere ton i et fabriksanlæg. Det giver ekstra arbejde for forskerne.

”Vi kan lave alt i laboratoriet, men så snart vi skalerer op, får vi problemer. Når mikroorganismerne går fra at klare sig i en 1-litersfermenteringstank til at skulle klare sig i en større tank, så reagerer de ofte på forandringer i f.eks. temperaturen, det osmotiske tryk, ilt- og saltindhold osv. Måske går produktionen af det ønskede stof ned eller ligefrem i stå. Så vi arbejder også en del med at manipulere mikroorganismerne, så de kan modstå disse forandringer. I værste fald må vi starte forfra og ud at finde en ny mikroorganisme,” siger José L. Martinez, der fortæller, at det i dag bliver stadig nemmere at lede efter naturens eget svar på mikroorganismer, der er robuste nok til at klare opskalering.

”Takket være den virkelig hurtige teknologiske udvikling inden for bl.a. gensekventering, robotter, håndtering af big data og kunstig intelligens kan vi nu screene tusinder af mikroorganismer på en uge, modsat de måske et hundrede styk, vi kun kunne nå for bare ti år siden,” siger José L. Martinez, der tilføjer:

”Porteføljen af potentielle mikroorganismer, vi kan udnytte, er vokset helt enormt, fordi vi kan finde frem til dem nu. Naturen har sådan set allerede opfundet alle løsninger. Vi skal bare finde dem.”

Stor markedsvækst på vej

Hvis præcisionsfermentering skal erstatte malkekøer, kødkvæg, høns, olie, gas eller kul, så er det afgørende at finde de løsninger, der sætter mikroorganismerne i stand til at producere store mængder af de ønskede stoffer, for ellers bliver det ingen god forretning for virksomhederne, da slutprodukterne ender med at blive alt for dyre.

Trods udfordringerne med opskalering, så vurderes præcisionsfermentering at nå nye højder i løbet af de kommende år. Ifølge det Wall Street-baserede analysefirma Polaris Market Research lå det globale marked for præcisionsfermentering i 2021 på en værdi på 1,3 mia. dollar og vil herfra vækste med 48 pct. årligt frem til 2030. I markedsanalysen forudses det, at alternativer, der kan føre til erstatninger for kød, fisk og æg, vil drive væksten på markedet for præcisionsfermentering.

En vækst, som analysefirmaet tilskriver den stigende efterspørgsel efter fødevarer, der ikke belaster miljø og klima, men i stedet produceres med et lavere energiforbrug, en lavere CO₂-udledning, et lavere vandforbrug og uden brug af enorme arealer af landbrugsjord. Sidst, men ikke mindst vil produktionen kunne rykke geografisk tættere på forbrugerne, og dermed undgår man også det energiforbrug og den CO₂-udledning, der er forbundet med transport af produkterne over længere afstande.

Vigtig brik i den grønne omstilling

Disse perspektiver har ført til, at præcisionsfermentering er udråbt til at være en af de allervigtigste teknologier i den grønne omstilling. Men endnu vildere potentiale ligger forude, fortæller José L. Martinez:

”I de kommende år vil der ske en ændring i den måde, vi fodrer vores mikroorganismer på. De skal leve af noget inde i deres ståltanke, og i dag fodrer vi dem med bl.a. sukker. Men vi er ved at udvikle nye foderløsninger, fordi vi finder mikroorganismer, der kan leve af affalds- og sidestrømme fra virksomheder. Eller de kan leve af drivhusgasser og endda af plastik. Der er fundet enzymer, som kan nedbryde plastik til forbindelser, som vi kan bruge som foder til mikroorganismerne. Det er ret vildt. Tænk, en dag kan vi lave medicin eller mad med hjælp fra vores plastikaffald. Det er revolutionerende. Det er i sandhed grøn omstilling.”