Microbiële Biotechnologie 4.0 - Marjan De Mey

Microbiële technologie: van 1.0 en 2.0 naar 3.0

Waar Microbiële Biotechnologie 1.0 zich voornamelijk beperkte tot het gebruik van wild-type micro-organismen en hun enzymen voor de productie van biomoleculen (bv. wijn, bier, en penicilline), wordt Microbiële Biotechnologie 2.0 gekenmerkt door het gebruik van recombinante DNA-technologie om de microbiële cel om te vormen tot een verbeterd fabriekje van niet-eigen biomoleculen.

In deze fase waren dit vooral eenvoudigere moleculen zoals het menselijke peptide insuline of industriële enzymen zoals chymosine en lipases.

Door de toepassing van nieuwe technologieën zoals synthetische biologie worden anno 2020 microbiële fabriekjes gemaakt die meer complexe moleculen kunnen synthetiseren zoals allerhande plantmetabolieten, humane melksuikers, enz. (Microbiële Biotechnologie 3.0).

Nieuw era: 4.0

Tegen 2050 zal er een nieuw era van microbiële biotechnologie, Microbiële Biotechnologie 4.0, zijn.

Dankzij de integratie van synthetische biologie met opkomende technologieën zoals, machine learning en nanowetenschappen zal het mogelijk worden op maat gemaakte microbiële fabriekjes te bouwen en alom toe te passen daar waar we het nu nog niet kunnen bedenken.

Cellen printen

Zo zal men bijvoorbeeld met behulp van apps kunnen nagaan wat de beste vorm, samenstelling en materialen zijn voor kledij en schoenen.

Op deze manier kan men dan microbiële cellen printen in de gewenste vorm om de beste ondersteuning, verluchting en bescherming te geven.

Deze eigenschappen zullen zich dynamisch kunnen aanpassen aan de omgevingsomstandigheden (temperatuur en vochtigheid).

Microbiële fabriekjes

Microbiële cellen zullen ook als sensor gebruikt worden bij mens en dier om hormonale onevenwichtigheden of ziektes in een vroeg stadium te detecteren waarna deze cellen zichzelf herprogrammeren om deze te voorkomen of te genezen.

Voorts zal elk huis zijn eigen microbiële fabriekje bezitten, waarbij de microbiële cellen afval afbreken en CO₂ en andere verontreinigingen in de lucht opvangen en omzetten naar energie voor het huis.

Deze cellen zullen zich dynamisch aanpassen aan de omgeving en vraag om de energie-aanlevering optimaal te maken. Bovendien kunnen deze microbiële fabriekjes gepersonaliseerd worden doordat ze een resem van geurstoffen synthetiseren waarbij de gewenste geur geselecteerd wordt via een app.

Microbiële Biotechnologie 4.0 zal de diversiteit van de natuur ten volle benutten en dynamisch inzetten om de levenskwaliteit van de mens te verhogen.

De multidisciplinariteit van de bio-ingenieurs maakt hen bij uitstek geschikt om een voortrekkersrol hierin te nemen.