STW.nl
The second call for Biotechnology and Safety is now open. The main goal of the programme is to build scientific knowledge concerning the risks and uncert...
Schimmels zijn de werkpaarden van de chemie en de voedselindustrie. Maar welke soorten werken het hardst, en waarom doen ze dat? Samen met vier bedrijven zoekt STW-onderzoeker prof.dr. Ronald de Vries naar het antwoord. Bedrijfsgeheimen delen ze niet, de vier biotechbedrijven die gezamenlijk investeren in het STW onderzoek van prof.dr. Ronald de Vries. Geen wonder, want het zijn elkaars concurrenten op het gebied van industriële toepassingen van schimmelenzymen. Ieder halfjaar ontmoeten de bedrijven en de onderzoekers elkaar om de voortgang van het Vici-onderzoek van De Vries te bespreken. De groep fabrikanten bestaat uit chemiebedrijf DuPont, de biotechbedrijven Dyadic en WeissBioTech en DSM Food Specialties, dat enzymen en andere producten voor de voedingsmiddelen- en drankenindustrie fabriceert. Allemaal ontwikkelen ze schimmels voor industriële toepassingen. Ondanks die concurrentie is duidelijk dat de bedrijven vol overtuiging meewerken aan het project. Ze hebben dan ook een gezamenlijk onderzoeksdoel: het gedrag van schimmels zo goed voorspellen dat je het rendement van industriële processen flink kunt optimaliseren. Daarnaast wordt het project ondersteund door ServiceXS, een servicebedrijf op het gebied van DNA-technologie. Geheim van de smidSchimmels helpen bijvoorbeeld bij de productie van papier, voedsel, veevoer en biobrandstoffen. Om een zo hoog mogelijke productie te bereiken, gebruiken bedrijven een soort cocktail van verschillende schimmelenzymen. Die cocktails zijn precies afgestemd op de taak die de fabrikant voor ogen heeft. De exacte samenstelling is voor veel bedrijven het geheim van de smid. Hoewel die cocktails vaak zijn samengesteld op basis van decennialange studies en ervaring, zijn ze volgens De Vries niet optimaal. Veel schimmels die in de industrie worden gebruikt zijn namelijk niet écht goed onderzocht. Het is bekend welke enzymen door schimmels worden geproduceerd. Maar hoe de schimmels weten welke enzymen dat moeten zijn, en op welk moment dat moet gebeuren, is slechts beperkt onderzocht. Het gevolg is dat het rendement van veel industriële processen waarbij schimmels worden ingezet niet optimaal is. AlleseterEen voorbeeld daarvan is de productie van bioethanol. Daarbij vervullen schimmels een heel specifieke taak: cellulose en hemicellulose omzetten in monomere suikers. De huidige cocktails doen dat niet optimaal. Bovendien zijn er extra chemische behandelingen nodig om een rendement van 50 tot 60 procent te halen. Volgens De Vries kan dat rendement tientallen procenten omhoog als je precies de goede schimmels weet te gebruiken, en die de juisten enzymmengsels laat maken. Daardoor moet het ook mogelijk zijn om de chemische behandelingen te verminderen.  Om daarvoor een handvat te ontwikkelen, brengen De Vries en zijn team in kaart hoe schimmels plantenbiomassa afbreken en als voedingsbron gebruiken, zowel in genetisch opzicht als op eiwitniveau. Ze bestuderen daarvoor drie schimmelsoorten die er heel verschillende voorkeuren en levensstijlen op na houden. De eerste schimmel, genaamd Aspergillus niger, is een soort alleseter die overal kan gedijden. Het andere uiterste is de schimmel Podospora anserina, die zeer kieskeurig is en alleen voorkomt in de mest van planteneters. De derde schimmel heet Trichoderma reesei, en is een soort middenvorm tussen de andere twee schimmels.  KantelpuntVolgens De Vries bevindt zijn project zich op een interessant kantelpunt. ‘Het project is momenteel halverwege. Nu begint duidelijk te worden waar de kansen liggen, en welke processen in schimmels de grootste invloed hebben. De bedrijven kunnen dan ook concreet toepassingen gaan uitdenken voor deze kennis.’ De bedrijven dragen onder meer bij aan de voortgang van het onderzoek door een aantal experimenten uit te voeren voor de promovendi van De Vries. De experimenten passen binnen industriële processen die nu al bij de bedrijven plaatsvinden. Verkennend onderzoekDat de bedrijven actief betrokken zijn bij het project doet De Vries deugd. ‘Bij bedrijven is vaak minder ruimte voor dit soort verkennend onderzoek, omdat het wat verder van een toepassing is verwijderd dan het onderzoek dat ze gewend zijn.’ Dit project toont volgens de onderzoeker aan dat het wel degelijk interessant kan zijn voor bedrijven om kennis op te bouwen bij redelijk diepgravend onderzoek. ‘Het laat ook zien dat er grote belangstelling is vanuit de industrie voor meer fundamenteel gericht onderzoek, aangezien dat vaak aan de basis staat van nieuwe toepassingen.’ VervolgAls zijn Vici-project afloopt, wil De Vries bij een vervolgstudie dezelfde bedrijven kunnen betrekken. Mogelijk richt die zich op ‘dynamische’ schimmelcocktails, waarvan de samenstelling gaandeweg verandert door bijvoorbeeld de toevoeging van andere schimmelsoorten. De Vries verwacht dat de vier concurrenten ook bij dat project hun krachten weer bundelen. ‘Uiteindelijk willen alle betrokken hun schimmelcocktails verbeteren.’ ===== Dit artikel is eerder verschenen in Impact, het relatiemagazine van STW. Het magazine is beschikbaar als pdf-bestand. Liever een gedrukt exemplaar? Stuur dan een e-mail naar redactie@stw.nl