Inaugurele rede voor de Universiteit van Maastricht met als onderwerp publieke gesprekken over gender en biotechnologie.
DOCUMENT
Publicatie bij de rede, uitgesproken bij de aanvaarding van het ambt als lector Green Biotechnology aan Hogeschool Inholland te Amsterdam op 20 mei2015 door dr. C.M. Kreike
DOCUMENT
In de zomer van 2005 drongen Amerikaanse wetenschappers aan op de ontwikkeling van een nationale strategie op het terrein van materials science & engineering (MSE). De National Research Council (NRC) van de National Academy of Sciences (NAS) had kort aarvoor het rapport ’Globalization of Materials R&D: Time for a National Strategy’ uitgebracht. In dit rapport ging het om een antwoord op de vraag ‘Waar staan de VS in vergelijking met de rest van wereld?’, ofwel ‘Zijn de VS nog steeds leidend op de verschillende materiaalgebieden of nemen andere landen deze positie over?’ De snelle opkomst van het materialenonderzoek in landen, zoals China en het groeiend onderzoek in Europa vormen immers voor de VS een geduchtere concurrentie dan ooit. Volgens dit rapport is de positie in composieten en superlegeringen dan ook zodanig afgenomen dat Amerika nog nauwelijks de vruchten kan plukken van de elbelovende ontwikkelingen op dit terrein. Ook de positie op het gebied van katalysatoren is vrijwel geheel verdwenen. Vaak is de kennis nog wel aanwezig maar de kracht om die kennis commercieel te benutten ontbreekt. Bedrijven kunnen dan de academische kennis niet meer omzetten in een winstgevende toepassing. Hoewel het vakgebied materials science & engineering in de VS niet meer over de hele linie aan de top van de wereld staat, is de Amerikaanse positie op de meeste terreinen van de materiaalwetenschappen onbetwist. Recente hoogtepunten zijn ruimschoots voorhanden, zoals het maken van grafeen, de verschillende toepassingen van anokoolstofbuisjes, de ontdekking van metamaterialen en het nabootsen van verschijnselen uit de natuur zoals de hechting van de poten van de gekko aan de ondergrond. De National Science Foundation speelt een belangrijke bij de financiering en valorisatie van onderzoek. Verschillende programma’s, waaronder het Materials Science Research and Engineering Centers programma, spelen een grote rol in kennisoverdracht naar bedrijfsleven en maatschappij. Michiel Scheffer is, tijdens zijn vijf maanden verblijf, in de Verenigde Staten zelf op zoek gegaan naar de Amerikaanse positie en heeft met veel onderzoekers gesproken. Ook hij heeft ontdekt dat er nog vele hoogtepunten en sterkten in het Amerikaanse materialenonderzoek te vinden zijn, waarvan hij in deze bundel enthousiast en gedetailleerd verslag doet.
MULTIFILE
Wetenschappers gebruiken bioorthogonale klikreacties tussen trans-cyclooctenen (TCOs) en tetrazines (Tz) om geheel nieuwe geneesmiddelen te ontwikkelen waarmee heel gericht cruciale biologische doelmoleculen kunnen worden geraakt, zodat ziektes op een veel selectievere manier kunnen worden behandeld. Recentelijk heeft de Radboud Universiteit een nieuw TCO-derivaat ontwikkeld en geoctrooieerd dat beschikt over twee orthogonale handvatten, goede stabiliteit, een snelle klik-kinetiek en een biocompatibele “click-to-release” functionaliteit. Bovendien kan deze TCO in een efficiënte synthese met hoge zuiverheid geproduceerd worden in tegenstelling tot vergelijkbare gepubliceerde stoffen. Binnen dit KIEM project zullen ‘ready-to-use’ TCO-producten ontwikkeld worden, gebaseerd op dit nieuwe TCO-derivaat. Dit is belangrijk om de drempel te verlagen voor onderzoekers om deze nieuwe technologie te benutten in hun toepassingen en versnelt daarmee de ontwikkeling van “slimme” geneesmiddelen of materialen. De werkzaamheden in dit project zullen bestaan uit literatuuronderzoek, synthetisch ontwerp van TCO-derivaten, chemische synthese, onderzoek naar de eigenschappen van de stoffen en contact leggen met potentiele gebruikers. De beoogde projectresultaten zijn chemische methoden om geactiveerde TCOs te synthetiseren, 5–10 geactiveerde eindproducten, inzicht in de chemie van TCOs, inzicht in de kinetiek en stabiliteit van de nieuwe TCOs en nieuwe samenwerkingen. In dit project wordt samengewerkt tussen de Radboud Universiteit en het biotechnologiebedrijf Synvenio. Binnen de synthetisch organische chemie afdeling van de Radboud Universiteit is de eerdergenoemde nieuwe TCO ontwikkeld. Synvenio is een jong biotechnologiebedrijf dat bioactieve stoffen beschikbaar maakt voor biochemisch- en biomedische onderzoekers. Het team bestaat uit chemici met veel affiniteit met biochemie, waaronder een van de uitvinders van de nieuwe TCO.
Vanille, afkomstig van de orchidee Vanilla planifolia, is een waardevolle grondstof, voornamelijk gebruikt in de voedings-, parfum- en cosmetica-industrie. De kenmerkende geur komt vooral van vanilline, een stof die eenvoudig synthetisch te produceren is. Daardoor is meer dan 99,9% van de vanillearoma’s op de markt van kunstmatige oorsprong. Natuurlijk vanille-extract heeft echter een rijker en complexer aroma, maar is duur en beperkt in hoeveelheid. De hoge prijs komt onder meer door de arbeidsintensieve teelt: buiten Midden-Amerika komen de endemische bijen die voor bestuiving zorgen niet voor, waardoor bloemen handmatig bestoven moeten worden. Dit is lastig, omdat de bloem slechts één dag bloeit. Hoewel er zelfbestuivende verwante soorten bestaan, maken deze geen vanilline aan. Recent is via gerichte veredeling door consortiumpartners een nieuwe hybride ontwikkeld die zichzelf kan bestuiven én vanilline produceert. Het aroma van deze hybride is echter nog zwak en mist de gewenste complexiteit. Verdere traditionele veredeling is lastig, omdat vanilleplanten pas na jaren bloeien en veel ruimte vereisen. Daarom wordt in dit project een innovatieve benadering geïnitieerd, waarbij moleculaire technieken en chemische analyses worden gecombineerd. Doel is om de biosynthetische routes van vanillineproductie in de hybride in kaart te brengen, door het analyseren van intermediairen en nevenproducten. Deze worden vergeleken met drie andere soorten: V. planifolia, V. pompona en V. tahitensis. Dit is belangrijk omdat de soort een splitsende genetische achtergrond heeft: alle individuen hebben een verschillende genetische achtergrond. Deze genetische variatie in de hybride biedt zowel uitdagingen als kansen voor verdere verbetering. Via technieken zoals qPCR, nanopore sequencing en massaspectrometrie worden de expressieniveaus van relevante genen in verschillende individuen onderzocht. Deze combinatie van biotechnologie en chemie maakt het mogelijk om gerichter en sneller te werken aan verbetering van vanilleteelt, en draagt zo bij aan de lokale productie van deze waardevolle natuurlijke grondstof.
Nederland wil in 2050 volledig circulair zijn. Hiervoor zijn meer initiatieven nodig voor het sluiten van kringlopen, het produceren van gerecyclede grondstoffen en het zo hoog mogelijk en meervoudig verwaarden van biomassa. De glastuinbouw sector produceert jaarlijks 300.000 ton aan plantaardige reststromen welke tegen kosten moeten worden afgevoerd. Deze reststroom bevat naast vezels ook veel sap maar naar deze natte reststroom is nog weinig onderzoek gedaan. Een aantal bedrijven vanuit de glastuinbouw sector willen samen met de HAN en Hogeschool Inholland gezamenlijk onderzoek verrichten specifiek naar de verwaarding van deze plantensappen om te komen tot een proof of concept voor het maken van eindproducten in te zetten in eigen teelt (circulaire tuinbouw). Routes voor verwerking van dit plantenstengelsap waarnaar onderzoek zal worden gedaan zijn fermentatie met micro-organismen voor de productie van biologische reinigingsmiddelen, natuurlijke gewasbeschermingsmiddelen en plant voedingssupplementen. Tomaten en chrysanten zijn daarbij gekozen als model voor sappige stengels. Samen met de betrokken tuinders zal met de resultaten uit het onderzoek naar de toekomst gekeken worden om ze toe te passen in de kas. Dit opent vervolgens nieuwe innovatieve oplossingen voor de tuinders die bijdragen aan de toekomstbestendigheid van de Nederlandse glastuinbouw en tevens tegemoet komt aan de eis om meer biologische gewasbescherming toe te passen in 2030. Het consortium bestaat uit verschillende partijen in de keten waaronder de leveranciers van planten reststromen en tevens eindgebruikers (tuinders), hogescholen, experts, consultants, bedrijven die eindproducten testen en partijen voor bewerking en analyse. De samenwerking in dit project geeft de mogelijkheid aan de hogescholen om up-to-date te blijven met de nieuwste ontwikkelingen zowel voor het onderzoek alsook het onderwijs. Via het project kunnen studenten praktijkervaring op doen met een multidisciplinaire benadering (microbiologie, biotechnologie, bio-informatica, plantenteelt, organische chemie en bedrijfskunde) in samenwerking met betrokken bedrijven.
