Wetenschap
Duurzame biotechnologie werkelijkheid maken:Gebundelde krachten willen biokatalysatoren verbeteren
Alles biobased:plastic, medicijnen en brandstof. Het lijkt een futuristische utopie. Maar voor hoe lang? Een samenwerking van onderzoekers stelt nu een idee voor om het ontwikkelingsproces te versnellen. Door machine learning en laboratoriumautomatisering te combineren, kan dit biobased ideaal vroeg of laat werkelijkheid worden.
Biobased producten kunnen net zo goedkoop zijn als producten gemaakt van fossiele brandstoffen. Er is echter nog een weg te gaan. De ontwikkeling van kosteneffectieve biobased processen vereist de creatie van stabiele en verbeterde enzymen:biokatalysatoren die de productie van gewenste verbindingen versnellen. Bij bioproducten worden enzymen geproduceerd in bacteriën, waarbij DNA wordt veranderd om de katalytische functie van de enzymen te optimaliseren.
Helaas is het een langzaam en arbeidsintensief proces om verbeterde enzymen met behulp van traditionele methoden te modificeren en te testen. Het vereist het aanbrengen van veranderingen in het DNA van de bacterie en vervolgens screenen welk effect dit heeft op de enzymeigenschappen. Tegenwoordig helpen computerhulpmiddelen, vooral machinaal leren, de mogelijkheden voor enzymengineering uit te breiden.
Dit kan worden gecombineerd met vooruitgang op het gebied van laboratoriumautomatisering en genetische manipulatie, die helpen bij het ontwikkelen van efficiënte screeningmethoden voor gemanipuleerde enzymen. Door te vertrouwen op deze gecombineerde aanpak kunnen enzymen sneller en betrouwbaarder worden ontwikkeld dan voorheen.
Een artikel over de onderzoekers is onlangs gepubliceerd in Nature Communications . Onderzoeker Lennart Schada von Borzyskowski (Instituut voor Biologie Leiden), co-auteur van het onderzoek, zegt:“We hebben dit artikel geschreven als een team met specialisten uit verschillende onderzoeksgebieden, en we denken dat enzymengineering ook teamwerk zal zijn in de toekomst."
"Eén onderzoeker kan niet tegelijkertijd een expert zijn op het gebied van biochemie, genetische manipulatie en machinaal leren. Het verbeteren van enzymen voor duurzame biotechnologie is een uitdagende taak, en alleen samenwerking maakt succes mogelijk."