Från växthusgas till näringsämne

Det låter nästan för bra för att vara sant: ta koldioxid direkt ur luften och förvandla den till protein. Men det är exakt vad det danska bioteknikföretaget Novonesis och Danmarks Tekniska Universitet nu arbetar med i ett banbrytande samarbete.

Projektet är en del av det större Acetat-konsortiet, som erhåller finansiering från Bill Gates stiftelse och Novo Nordisks stiftelse. Målet är att utveckla en process där infångad koldioxid först omvandlas till acetat, som sedan används som råvara för proteinproduktion.

Den tekniska utmaningen

Som systemutvecklare känner jag igen problematiken: det räcker inte att ha rätt input och output definierade, utan hela processen däremellan måste fungera effektivt. Här ligger kärnan i utmaningen.

De flesta mikroorganismer är evolutionärt anpassade för att använda glukos som energikälla. Ättiksyra däremot är som att försöka köra en bensinmotor på diesel – det går tekniskt sett, men långt ifrån optimalt.

Enligt Biofuels Digest utgör denna begränsning den största flaskhalsen i hela processen. Mikroorganismerna har helt enkelt svårt att effektivt metabolisera acetat som framställs från infångad koldioxid.

Genetisk ombyggnad som lösning

För att lösa detta arbetar forskarna vid Danmarks Tekniska Universitets Bright Biofoundry tillsammans med Novonesis med att genetiskt modifiera mikroorganismerna. Tanken är att skapa organismer som är specifikt anpassade för att använda acetat som primär näringskälla.

Detta påminner om hur vi inom mjukvaruutveckling optimerar algoritmer för specifika användningsfall. Istället för att försöka tvinga befintliga system att hantera nya krav, bygger man om grundstrukturen för att passa det nya behovet.

Den genetiska modifieringen innebär att forskarna identifierar och förstärker de metaboliska vägar som gör att mikroorganismerna kan bryta ner acetat mer effektivt. Det handlar om att "programmera om" cellernas inbyggda mjukvara för att hantera en annan typ av bränsleinput.

Dubbelvinst för klimatet

Vad som gör denna teknik särskilt fascinerande är den dubbla klimatnyttan. Processen tar koldioxid ur atmosfären – den substans som driver växthuseffekten – och förvandlar den till något vi desperat behöver mer av: hållbart protein.

Traditionell proteinproduktion, särskilt från animaliska källor, är resurskrävande och genererar betydande koldioxidutsläpp. Denna teknik vänder på hela ekvationen: istället för att släppa ut koldioxid för att producera protein, konsumerar processen koldioxid medan den producerar protein.

Skalbarhetens utmaning

Som med all bioteknik ligger den verkliga utmaningen inte bara i att få processen att fungera i laboratoriet, utan att skala upp den till industriell nivå. Mikroorganismer som fungerar perfekt i en petrisåk kan bete sig helt annorlunda i stora bioreaktor.

Men med finansiering från både Bill Gates stiftelse och Novo Nordisks stiftelse finns resurser för att ta sig an dessa utmaningar. Det är också värt att notera att Novonesis har gedigen erfarenhet av industriell bioteknik, vilket ökar chanserna för framgångsrik kommersialisering.

Framtiden för proteinproduktion

Om projektet lyckas kan det förändra hur vi tänker kring både livsmedelsproduktion och klimatarbetet. Istället för att se koldioxidutsläpp som enbart ett problem att lösa, kan de bli råvara för något värdefullt.