Biotechnológia Pán miliárd rastie online
V spoločnosti Jürgen Ecks Brain AG ťaží nespočetné množstvo mikróbov zlato alebo premieňa CO2 na suroviny. S nimi chce tento priemysel obrátiť naruby.
V pivnici bije srdce spoločnosti. Mraznička za mrazničkou je umiestnená v umelom svetle - teplomer na väčšine z nich ukazuje mínus 80 stupňov.
Viac informácií
Prečítajte si tiež:
Genetické inžinierstvo: život napísaný znova
Biohacker's Woodstock
Biotechnológia: Genéza v génovom laboratóriu
Jeden z najväčších svetových bioarchívov
V nej sú v drobných škrupinách uložené tisíce mikroorganizmov, prírodných látok a enzýmov vrátane jednotlivých segmentov DNA. Z tohto pokladu žije Brain AG v Zwingenbergu, na úpätí Odenwaldu. „Máme jeden z najväčších svetových bioarchívov, ak nie najväčší,“ hovorí generálny riaditeľ Jürgen Eck. Stavebnica z prírody by mala viesť od výroby, ktorá spotrebúva suroviny a fosílne energie, k udržateľnému obehovému hospodárstvu. Pretože mikróby v mrazničkách môžu kopať drahý kov a vyrábať bioplasty, produkujú enzýmy na ošetrenie rán alebo nové druhy sladidiel, ktoré na rozdiel od cukru neztučnia.
Nemecká spoločnosť v tejto oblasti už prešla dlhou cestou, je vlajkovou loďou priemyselnej biotechnológie v Európe. Bola to však dlhá cesta. Presmerovanie odvetvia, tohto nenápadného tankera, nie je ľahká úloha. Samotné know-how nestačí. Oveľa dôležitejšie, ako si zakladatelia čoskoro uvedomili, je vytrvalosť. História spoločnosti Brain AG nie je len jedným z potenciálov bioekonomiky, ale aj jednou z tvrdých rezistencií, ktorým čelia jej priekopníci.
Priekopníci biohospodárstva
Jürgen Eck založil spoločnosť spolu s Holgerom Zinkeom. Stále má v hlave dátum: 1. októbra 1993. Dvaja mikrobiológovia, špecialisti na enzýmy a prírodné látky, sa pustili do podnikania po ukončení doktorátu na TU Darmstadt so začiatočným kapitálom 300 000 mariek bez jediného investora. Nemali žiadne patenty ani výrobky na predaj. Boli však presvedčení o sebe, ako ukazuje aj názov, ktorý dali svojej spoločnosti: Brain, vlastne skratka pre Biotechnology Research And Information Network - ale aj anglické slovo pre mozog. A potrebovali hlavy, pretože išli úplne novými cestami.
Vtedy pojem biohospodárstvo poznali iba zasvätení a biotechnológia bola ešte len v plienkach. Takmer všetci odborníci v tom čase hľadali miesto vo farmaceutickom priemysle, dnes by sa dalo povedať: červená biotechnológia, ktorá skúmala lekárske aplikácie. Eck a Zinke sa však rozhodli pracovať na priemyselných otázkach, teda smerovať k bielej biotechnológii.
Enzýmy a účinné látky pre priemysel
Keď drzá polovica päťdesiatych rokov - jeho kolega Zinke medzitým odišiel do dôchodku - hovorí o týchto začiatkoch, zohrávajú hlavnú úlohu peniaze a organizačné problémy. V tom čase mali začínajúce podniky v Nemecku ťažké obdobie. V roku 1993 mala spoločnosť Eck problémy s prenájmom dokonca aj laboratória na univerzite v Darmstadte, nehovoriac o generovaní klientov. „V prvých niekoľkých rokoch sme sa v chemickom priemysle takmer nestretli,“ hovorí. Trvalo takmer šesť mesiacov, kým prišla prvá objednávka: Extrakcia proteínu z imela pre kolínsku spoločnosť Madaus, ktorá sa špecializuje na bylinné farmaceutiká. Potom nasledovali prírodné zložky pre starostlivosť o vlasy pre spoločnosť Wella alebo enzým pre Henkel, ktorý umožňuje umývanie pri nízkych teplotách.
Uplynulo 15 rokov a počas tejto doby Eck a Zinke nadviazali kontakty, spoznali potreby priemyslu, získali skúsenosti a rozšírili svoj bioarchív. Pretože Eck chcel viac ako len zmluvný výskum. Chcel sa tiež usilovať o svoje vlastné nápady. V roku 2008 videl príležitosť s podporou peňazí investorov. Jeho spoločnosť teraz vlastní viac ako 350 patentov a vyvíja 15 možných produktov: štyri sú založené na enzýmoch, tri na mikroorganizmoch a osem na bioaktívnych látkach, teda látkach so zdraviu prospešnými účinkami, ako sú vitamíny.
Potom sa v roku 2016 Brain dostal na verejnosť a pokladnicu naplnili čerstvé peniaze. AG má v súčasnosti 235 zamestnancov a rastie. Tržby za posledný finančný rok dosiahli okolo 68 miliónov eur. Záverom však je, že stále existujú straty. Spoločnosť pravdepodobne nebude môcť niekoľko rokov zbierať ovocie svojej práce.
Alternatívne sladidlá
Aké únavné je zarábať si na priemyselnom organickom produkte, ukazujú napríklad alternatívne sladidlá vyvinuté spoločnosťou Brain. Eck a jeho kolegovia už pred rokmi uznali veľký trh, aj keď diskusia o cukre ako návykovej látke a nekontrolovateľnej obezite nebola v žiadnom prípade taká vysoká ako dnes. Experti na mozog najskôr zostavili zoznam vlastností, ktoré by nové sladidlo malo mať: žiadne kalórie, horké ako stévia, preháňadlo a dobre znášané.
Okrem toho nebolo dovolené spôsobiť zubný kaz a musel byť vhodný pre diabetikov. Ako by ste však mali kandidátov otestovať? Ľudia nemôžu vyskúšať tisíce a tisíce prírodných látok, najmä ak ešte nie je objasnená ich zdravotná bezpečnosť.
Tak vzniklo niečo úplne nové: model ľudského vkusu. „Chuťové bunky sme izolovali z jazykov dobrovoľníkov,“ hovorí Eck. Bunky sa rozmnožili a spracovali takým spôsobom, že pomocou fluorescenčného signálu odhalili svoje informácie. To, čo predtým fungovalo iba pre dve chuťové poznámky, by malo byť v budúcnosti univerzálne použiteľné: či už sladké, kyslé, horké, umami alebo slané - umelé chuťové bunky potom prezradia všetko v presných číslach. Chuť sa stáva merateľnou. Eck je hrdý na tento patentovaný nástroj: „Nikomu inému na svete sa to nepodarilo.“
Umelé chuťové testy
„Testovali sme niekoľko stotisíc látok,“ hovorí Eck. Výsledkom bola malá molekula proteínu, peptid, ktorý je 1200-krát sladší ako normálny cukor. Navyše, Brain našiel prírodnú látku, ktorá zvyšuje účinok cukru. Pretože niekedy je cukor kvôli svojej konzistencii nevyhnutný aspoň v malom množstve, napríklad na to, aby chrumkavé müsli bolo chrumkavé. Spoločnosť teraz zhromaždila viac ako 100 prírodných látok, ktoré môžu nahradiť alebo doplniť cukor vo svojej „sladkej krabičke“.
Nalodilo sa už niekoľko priemyselných partnerov. Napriek tomu bude trvať až do roku 2021, kým sa na trh dostane sóda, zmrzlina alebo čokoláda s prírodným sladidlom. Pretože schválenie Úradom pre potraviny a liečivá v USA a Európskym úradom pre bezpečnosť potravín trvá niekoľko rokov. Ak sa potom nakoniec použije vo väčšom rozsahu, nové sladidlo podporuje nielen štíhlu líniu, ale prispieva aj k ochrane životného prostredia: Pretože výroba nevyžaduje poľnohospodárstvo, ktoré požiera pôdu, ako je to potrebné pre cukrovú repu alebo náhradu cukru stéviu.
Baktérie kopajú zlato v elektronickom odpade
Hviezdy v Brainovej zbierke mikróbov hovoria aj o ekologickej kompatibilite: V banke plnej hnedého vývaru baktérie lovia zlato z mletého elektronického šrotu - bez toxických chemikálií, ktoré by inak boli potrebné. Mikróby hromadia kov na svojej bunkovej membráne. Špeciálna vec: Mikróbom sa podarilo otvoriť biotop zlata - väčšina ostatných baktérií zahynie v toxickom prostredí drahého kovu. Biológovia mozgu tiež obohatili mikroorganizmy tak, aby vyhovovali náročným priemyselným požiadavkám. V zásade máte k dispozícii dve metódy: Môžete zmeniť usporiadanie genómu, t. J. Vložiť alebo vystrihnúť fragmenty génu. Mnohí spotrebitelia ale odmietajú genetické inžinierstvo. Okrem toho je potrebné splniť množstvo požiadaviek a vysoké bezpečnostné požiadavky.
Zwingenbergovci preto použili druhú metódu: Urýchlili prirodzený vývoj. Aby ste to dosiahli, vystavíte organizmus stresu, napríklad hladom. Pod týmto tlakom prichádzajú na rad mutácie, ktoré zabezpečujú prežitie organizmu. Potom vylovili najužitočnejšie varianty. Medzitým je ich proces vyhľadávania zlata ďaleko za štádiom skúmavky a demonštruje ho vo väčšom meradle v kontajneri. Kolos, ktorý dokáže pri každom prejazde spracovať až 150 kilogramov drviny, je na nádvorí vedľa zaparkovaných automobilov, je však možné ho rýchlo expedovať, aby presvedčil potenciálnych zákazníkov o procese na mieste. Potreba je veľká: „Už uvažujeme o vybudovaní druhého kontajnera,“ hovorí Eck.
Obnova uhlíka pomocou mikróbov
Biologické hľadanie zlata nezahŕňa žiadne toxické chemikálie, ktoré sú v súčasnosti v mnohých krajinách zakázané. Pohľad do laboratória tiež ukazuje na živý dopyt: sú tu naukladané plastové kontajnery so vzorkami od spaľovní odpadu, recyklačných spoločností a baní. Nie je to len o zlate: Brain teraz ponúka aj organizmy, ktoré izolujú striebro alebo vzácne zeminy.
Cesta však nie vždy vedie k genetickému inžinierstvu. Napríklad keď experti na mozog hľadali spôsob, ako vrátiť CO2 do ekonomiky. Ak plyn uniká, nielen zahrieva podnebie, ale spolu s uhlíkom stráca aj cennú surovinu. Pre projekt potrebovali vedci mikroorganizmy, ktoré boli vo svojej fylogenéze veľmi staré, pretože predtým, ako začala kvitnúť zelená flóra, obsahovala zemská atmosféra hlavne oxid uhličitý a vodík. Preto hľadali archetypy života v komínoch lignitových elektrární - a našli to, čo hľadali. Existovali tam mikroorganizmy, ktoré žijú iba z oxidu uhličitého a vodíka. Oxid uhličitý im slúži ako zdroj uhlíka - najdôležitejší základný stavebný kameň všetkého živého. Vodík dodáva energiu na rozdelenie stavebného bloku od CO2.
Vývoj bioplastov
Mikróby by však mali byť schopné dokázať ešte viac: konkrétne produkovať zložité molekuly z uhlíka, ktoré sú náročné na chémiu. Avšak ani najschopnejšie mikróby to nedokážu samy. „Aby ste to dosiahli, musíte prestavať celé genómové časti,“ hovorí Eck. Po zásahu do genómu sú malí pomocníci teraz schopní vyrábať bioplasty, presnejšie ich prekurzory, ako je kyselina jantárová. V spoločnosti Südzucker v Zeitzi (Sasko-Anhaltsko) sa čoskoro má postaviť malý pilotný závod s objemom asi 100 litrov.
Výfukové plyny zo zariadenia na výrobu bioetanolu budú pretekať fermentorom s mikróbmi. To, či nový proces skutočne ochráni podnebie, však závisí od potrebného dodatočného vodíka. Vzniká elektrolýzou z vody. Elektrina na to musí pochádzať z veternej alebo slnečnej energie - a nie z uhlia. To zvyšuje náklady. Napriek tomu by plast nemal byť nakoniec nákladnejší ako plast vyrobený z ropy.
Ak spoločnosť uspeje, Eck sa trochu priblíži k svojmu cieľu, ktorým je pomalá, ale stála zmena smerom k obehovému hospodárstvu. Vidí megatrend v priemyselnej biotechnológii. „Umožňuje produkty, ktoré sa pred pár rokmi zdali nepredstaviteľné,“ hovorí. Ak nestratíte odvahu a trpezlivosť.