Biotehnologie Lord of billions heise online
În Jürgen Ecks Brain AG, nenumărați microbi extrag aurul sau transformă CO2 în materii prime. Cu ei vrea să transforme industria din afară.
Inima companiei bate în pivniță. Congelatorul după congelator este aliniat la lumină artificială - termometrul de pe majoritatea acestora arată minus 80 de grade.
Mai multe informatii
Citește și:
Ingineria genetică: viața redactată
Woodstock al Biohakerului
Biotehnologie: Geneza în laboratorul de gene
Una dintre cele mai mari bio-arhive din lume
Mii de microorganisme, substanțe naturale și enzime sunt stocate în el în cochilii minuscule, inclusiv segmente individuale de ADN. Brain AG din Zwingenberg, la poalele Odenwaldului, trăiește din această comoară. „Avem una dintre cele mai mari bio-arhive din lume, dacă nu chiar cele mai mari”, spune CEO-ul Jürgen Eck. Trusa de construcție din natură ar trebui să conducă de la o producție care utilizează materii prime și energii fosile la o economie circulară durabilă. Microbii din congelatoare pot săpa metale prețioase și pot produce bioplastice, produc enzime pentru îngrijirea rănilor sau îndulcitori noi care, spre deosebire de zahăr, nu te îngrașă.
Compania germană a parcurs deja un drum lung în acest domeniu; este pilotul biotehnologiei industriale în Europa. Dar a fost un drum lung pentru a ajunge acolo. Redirecționarea industriei, acest petrolier sedant, nu este o sarcină ușoară. Know-how-ul singur nu este suficient. Mult mai important, au realizat curând fondatorii, este perseverența. Povestea Brain AG nu este doar unul dintre potențialele bioeconomiei, ci și una dintre rezistențele dure cu care se confruntă pionierii săi.
Pionieri în bioeconomie
Jürgen Eck a fondat compania împreună cu Holger Zinke. Mai are data în cap: 1 octombrie 1993. Cei doi microbiologi, specialiști în enzime și substanțe naturale, și-au început afacerea după ce și-au finalizat doctoratul la TU Darmstadt cu un capital inițial de 300.000 de mărci, fără un singur investitor. Nu aveau brevete sau produse de vândut. Dar au fost convinși de ei înșiși, așa cum arată numele pe care și l-au dat companiei lor: Brain, de fapt abrevierea pentru Biotechnology Research And Information Network - dar și cuvântul în engleză pentru brain. Și aveau nevoie de capete, pentru că mergeau pe căi complet noi.
Pe atunci, termenul de bioeconomie era cunoscut doar din interior, iar biotehnologia era încă la început. Aproape toți experții căutau un loc în industria farmaceutică în acel moment, astăzi s-ar spune: biotehnologia roșie, care a cercetat aplicații medicale. Dar Eck și Zinke își propuseseră să lucreze pe probleme industriale, adică să se îndrepte spre biotehnologia albă.
Enzime și ingrediente active pentru industrie
Când colțul de la mijlocul anilor cincizeci - colegul său Zinke s-a retras de atunci - vorbește despre aceste începuturi, banii și problemele organizaționale joacă un rol major. La acea vreme, start-up-urile din Germania nu erau într-o poziție ușoară: în 1993, Eck a avut probleme cu închirierea chiar și a unui laborator la Universitatea Darmstadt, darămite să genereze clienți. „În primii câțiva ani am obținut cu greu o întâlnire în industria chimică”, spune el. Au trecut aproape șase luni până a venit prima comandă: extragerea unei proteine din vâsc pentru compania Madaus din Köln, o companie specializată în produse farmaceutice pe bază de plante. Au urmat ingrediente naturale pentru îngrijirea părului pentru compania Wella sau o enzimă pentru Henkel care permite spălarea la temperaturi scăzute.
Au trecut 15 ani și, în acest timp, Eck și Zinke au făcut contacte, au cunoscut nevoile industriei, au acumulat experiență și și-au extins arhiva de bio. Pentru că Eck dorea mai mult decât să facă cercetări contractuale. De asemenea, a vrut să-și urmeze propriile idei. În 2008 a văzut oportunitatea, cu sprijinul banilor investitorilor. Compania sa deține acum peste 350 de brevete și dezvoltă 15 produse posibile: patru se bazează pe enzime, trei pe microorganisme și opt pe substanțe bioactive, adică substanțe cu efect de promovare a sănătății, cum ar fi vitaminele.
Apoi, în 2016, Brain a ieșit la bursă, iar banii noi au umplut caseta. AG are acum 235 de angajați și este în creștere. Vânzările din ultimul exercițiu financiar au atins aproximativ 68 de milioane de euro. Cu toate acestea, concluzia este că există în continuare pierderi. Compania probabil va putea profita de beneficiile muncii sale doar în câțiva ani.
Indulcitori alternativi
Cât de plictisitor este să câștigi bani cu un produs organic industrial este demonstrat, de exemplu, de îndulcitorii alternativi dezvoltați de Brain. Eck și colegii săi recunoscuseră deja marea piață cu ani în urmă, chiar dacă discuția despre zahăr ca substanță care creează dependență și obezitate rampantă nu era nicidecum la fel de mare ca și astăzi. Experții Brain au pus mai întâi o listă cu proprietățile pe care ar trebui să le aibă noul îndulcitor: fără calorii, nu amare ca stevia, nu laxative și bine tolerate.
În plus, nu era permis să provoace cariile dentare și trebuia să fie potrivit pentru diabetici. Dar: cum ar trebui să testați candidații? Oamenii nu pot încerca mii și mii de substanțe naturale, mai ales dacă siguranța lor medicală nu a fost încă clarificată.
Acest lucru a creat ceva complet nou: un model de gust uman. „Am izolat celulele gustative din limbile voluntarilor”, spune Eck. Celulele au fost multiplicate și procesate în așa fel încât și-au dezvăluit informațiile cu ajutorul unui semnal fluorescent. Ceea ce anterior funcționa doar pentru două note aromatice ar trebui să fie în viitor universal aplicabil: indiferent dacă este dulce, acru, amar, umami sau sărat - palatul artificial dezvăluie apoi totul în număr exact. Gustul devine măsurabil. Eck este mândru de acest instrument brevetat: „Nimeni altcineva din lume nu a reușit să facă acest lucru”.
Teste artificiale ale gustului gustului
„Am testat câteva sute de mii de substanțe”, spune Eck. Rezultatul a fost o mică moleculă proteică, o peptidă care este de 1200 de ori mai dulce decât zahărul normal. În plus, Creierul a găsit o substanță naturală care îmbunătățește efectul zahărului. Deoarece uneori zahărul este necesar cel puțin în cantități mici datorită consistenței sale, de exemplu, pentru a face muesli crocant crocant. Compania a colectat acum peste 100 de substanțe naturale care pot înlocui sau suplimenta zahărul în „cutia sa dulce”.
Mai mulți parteneri industriali au ajuns deja la bord. Cu toate acestea, va dura până în jurul anului 2021 înainte ca sifonul, înghețata sau ciocolata cu îndulcitorul natural să intre pe piață. Deoarece aprobarea de către Food and Drug Administration din SUA și Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară durează câțiva ani. Dacă este utilizat în cele din urmă la o scară mai mare, noul îndulcitor nu numai că promovează linia subțire, dar contribuie și la protecția mediului: deoarece producția nu necesită agricultură devoratoare de terenuri, cum este necesară sfeclei de zahăr sau stevia înlocuitoare a zahărului.
Bacteriile sapă după aur în deșeurile electronice
Stelele din colecția de microbi ale lui Brain se referă, de asemenea, la compatibilitatea mediului: într-un balon plin de bulion maro, bacteriile pescuiesc aur din deșeuri electronice măcinate - fără substanțele chimice toxice care altfel ar fi necesare. Microbii acumulează metalul pe membrana lor celulară. Lucrul special în acest sens: microbii au reușit să deschidă aurul ca habitat - majoritatea celorlalte bacterii ar pieri în mediul toxic al metalului prețios. Biologii creierului au alimentat, de asemenea, microorganismele astfel încât să îndeplinească cerințele industriale dure. În principiu, aveți la dispoziție două metode: Puteți rearanja genomul, adică introduceți sau tăiați fragmente de genă. Dar mulți consumatori resping ingineria genetică. În plus, trebuie îndeplinite numeroase cerințe, iar cerințele de securitate sunt ridicate.
Prin urmare, Zwingenbergers au folosit o a doua metodă: au accelerat evoluția naturală. Pentru a face acest lucru, organismul este supus stresului, de exemplu, înfometându-l. Sub această presiune, intră în joc mutații care asigură supraviețuirea organismului. Apoi au pescuit cele mai utile variante. Între timp, procesul lor de prospectare a aurului depășește cu mult stadiul eprubetei și îl demonstrează pe o scară mai mare într-un container. Colosul, care poate procesa până la 150 de kilograme de măcinare în fiecare trecere, se află în curtea de lângă mașinile parcate, dar poate fi expediat rapid pentru a convinge potențialii clienți de procesul de la fața locului. Nevoia este mare: „Ne gândim deja la construirea unui al doilea container”, spune Eck.
Recuperarea carbonului cu microbi
Căutarea biologică a aurului nu necesită substanțe chimice toxice, care sunt acum interzise în multe țări. O privire în laborator arată, de asemenea, cererea plină de viață: există recipiente de plastic stivuite cu probe de la instalații de incinerare a deșeurilor, companii de reciclare și mine. Nu este vorba doar de aur: Creierul oferă acum și organisme care izolează argintul sau pământurile rare.
Cu toate acestea, calea nu duce întotdeauna la ingineria genetică. De exemplu, când experții în creier au căutat o metodă de returnare a CO2 în economie. Dacă gazul scapă, nu numai că încălzește clima, dar pierde și o materie primă valoroasă cu carbonul. Pentru proiect, cercetătorii au avut nevoie de microorganisme foarte vechi, deoarece înainte ca flora verde să înflorească, atmosfera terestră conținea în principal dioxid de carbon și hidrogen. De aceea au căutat arhetipurile vieții în hornurile centralelor lignite - și au găsit ceea ce căutau. Au existat acolo microorganisme care trăiesc numai cu dioxid de carbon și hidrogen. Dioxidul de carbon le servește ca sursă de carbon - cel mai important element de bază al tuturor ființelor vii. Hidrogenul furnizează energia pentru a separa blocul de construcție de CO2.
Bioplasticele în dezvoltare
Dar microbii ar trebui să poată face și mai mult: anume, să producă molecule complexe din carbon care sunt dificile pentru chimie. Cu toate acestea, chiar și cei mai capabili microbi nu pot face acest lucru pe cont propriu. „Pentru a face acest lucru, trebuie să reconstruiți secțiuni întregi de genom”, spune Eck. După ce au interferat cu genomul, micii ajutători sunt acum capabili să fabrice bioplastice, mai precis precursorii lor, cum ar fi acidul succinic. O mică fabrică pilot cu o capacitate de aproximativ 100 de litri urmează să fie construită în curând la compania Südzucker din Zeitz (Saxonia-Anhalt).
Gazele de eșapament de la o plantă de bioetanol vor curge printr-un fermentator cu microbii. Cu toate acestea, dacă noul proces protejează cu adevărat clima, depinde de hidrogenul suplimentar necesar. Este creat prin electroliza din apă. Electricitatea pentru aceasta trebuie să provină din energia eoliană sau solară - și nu din cărbune. Asta crește costul. Cu toate acestea, plasticul nu ar trebui să fie în cele din urmă mai scump decât cel din ulei.
Dacă compania va reuși, Eck va veni cu un pas mai aproape de obiectivul său de schimbare lentă, dar constantă, către o economie circulară. El vede o megatendință în biotehnologia industrială. „Permite produse care păreau de neimaginat acum câțiva ani”, spune el. Dacă nu pierzi curajul și răbdarea.