Myös solutehtaina tunnetut muokatut mikrobit ja kasvisolut voivat tuottaa kemikaaleja, polymeereja ja proteiineja, joita käytetään materiaali- ja elintarviketeollisuudessa. Ne toimivat suljetuissa bioreaktoreissa, jotka ovat tehokkaita, tarkasti kontrolloituja ja energiatehokkaita. VTT kehittää solutehtaita erilaisiin bioteknisiin prosesseihin.
Lyhyesti
Synteettinen biologia mahdollistaa solutehtaiden nopeamman kehityksen. Solutehtaiden avulla voidaan tuottaa kemikaaleja, polymeereja ja proteiineja vastuullisesti.
Tuemme kaiken kokoisia asiakkaita startupeista suuryrityksiin ja ideavaiheesta selkeästi määritettyihin sovelluksiin asti. Asiakkaitamme ovat muun muuassa kemian-, lääke-, kosmetiikka-, hygienia-, elintarvike- ja rehuteollisuus, juoma-, aromi- ja hajusteteollisuuden yritykset.
VTT:ltä saat kaiken tarvittavan osaamisen solutehtaiden luomiseen kantojen tutkimuksesta pilotointiin asti.
Synteettisen biologian ja muiden uusien teknologioiden voimakkaan kehityksen ansiosta VTT voi muuttaa erityyppisten organismien monimutkaisen aineenvaihdunnan ja saada ne toimimaan solutehtaina. Solutehtaat tuottavat halutuista raaka-aineista toimivia tuotteita ja synnyttävät vastuullisia liiketoimintamahdollisuuksia.
Biotekniset prosessit mahdollistavat erilaisten perus- ja bulkkikemikaalien, biopolymeerien esiasteiden, entsyymien ja muiden proteiinien, arvokkaiden kemikaalien, kuten aromien ja hajusteiden, lääkkeiden, makeutusaineiden, ja vitamiinien tuotannon uusiutuvista, ei-fossiilisista luonnonvaroista.
Mikä on solutehdas?
Synteettisessä biologiassa suunnitellaan ja rakennetaan uusia mikrobeja edistyneen bioteknologian, tekoälyn ja robotiikan avulla. Voimme uudelleenohjelmoida solut toimimaan pieninä tehtaina, jotka suorittavat haluttuja toimintoja. Me VTT:llä kehitämme solutehtaita vastuullisten tuotteiden valmistamiseen. Olemme esimerkiksi luoneet biomuoveja ja nahan kaltaisia materiaaleja geenimuunnelluista hiivoista ja sienistä. Saamme solut työskentelemään yhteiskunnan ja teollisuuden hyväksi.
Solutehtaat mahdollistavat myös sivuvirtojen hyödyntämisen ja tukevat kiertotaloutta. Näin syntyy win-win-win-tilanne: resursseja ei mene hukkaan, jätteestä syntyy arvoa ja valmistajan käyttöön saadaan kestävämpiä raaka-aineita.
Olemme myös kehittäneet VTT CellularFood -prosessin. Prosessin avulla luodaan räätälöityjä tulevaisuuden elintarvikeratkaisuja, perustetaan uudenlaista elintarviketuotantoa ja pilotoidaan ja laajennetaan tuotantoa.
Osaamista ja infrastruktuuria suunnittelusta pilottiin
Solutehtaiden kehitysalustamme avulla voimme tukea yritystäsi synteettiseen biologiaan perustuvien uusien ratkaisujen suunnittelussa, rakennuksessa, testauksessa ja pilotoinnissa.
Tarjontaamme kuuluu mm.:
- Monipuolinen bioinformatiikka ja laskenta-alusta solujen suunnitteluun
- Robotisoitu järjestelmä kantojen muuntamiseen ja seulontaan
- Robotisoidut, rinnakkaiset bioreaktorijärjestelmät, joissa on automatisoitu analytiikka
- Ajantasaiset laskentatyökalut data-analyysiin, arviointiin ja uudelleensuunnitteluun
- Teollisuusprosessin kehitys tarvittavassa skaalassa aina 1 200 litran kokoisiin bioreaktoreihin asti
Teknologiat ja infra
Painopistealueina bioinformatiikka, mallinnus ja ennusteet
Laskentamenetelmien käyttö halutun organismin ennakkosuunnittelussa mahdollistaa lyhyemmät kehityssyklit ja tuottaa säästöjä tutkimus- ja kehitysprojekteissa. Asiantuntemuksemme kattaa genomitason aineenvaihduntamallien kokoamisen ja aineenvaihdunnan simuloinnin suoraan DNA-sekvenssidatasta. Hyödynnämme genomiikkaa, transkriptomiikkaa, metabolomiikkaa ja fluksomiikkaa oppimiseen ja tuotantokantojen lisäoptimointiin. Stabiileja isotooppisia merkkiaineita ja metabolomiikkaa voidaan käyttää myös fluksomianalytiikassa.
Asiantuntijoidemme syvä ymmärrys isäntien aineenvaihdunnasta yhdistettynä tavoiteltujen tuotteiden in silico -suunnitteluun genomitason metabolisten mallien avulla auttaa tunnistamaan parhaat ratkaisut.
VTT valmistaa biomuovia soijajätteestä yhteistyöyritysten kanssa
VTT tutkii yhteistyössä useiden yritysten kanssa soijankäsittelyn sivuvirtojen hyödyntämistä tulevaisuuden raaka-aineena.
"Hanke on erinomainen esimerkki siitä, mitä teollisen biotekniikan asiantuntemuksella voidaan saavuttaa. Se on suorastaan riemuvoitto haastavan teollisen sivuvirran muuntamisessa korkeamman arvon tuotteeksi mikrobien avulla."
Asiantuntemusta tuotantoisäntien suunnittelusta
Olemme työskennelleet 30 vuotta erilaisten hiiva- ja rihmasienilajien, bakteerien, kasvisolujen ja mikrolevien parissa yhdessä eri teollisuuden aloja edustavien asiakkaiden kanssa. Työskentelemme asiakkaan toimittamien organismien kanssa tai seulomme sopivia omasta kantakokoelmastamme tai ympäristönäytteistä. Geenimuunteluosaamisemme ansiosta voimme käyttää myös aiemmin tuntemattomia isäntiä. Käytämme kantojen suorituskyvyn parantamiseen myös mukautuvaa evoluutiota. Prosessikehityksen osaamisemme kattaa kokobiotekniikan ja kemian arvoketjun.
Menestystarinoitamme ovat esimerkiksi uuden solutehdasisännän kehittäminen maitohapon tuotantoon matalan pH:n prosessissa (Cargill) sekä hiivakannan kehittäminen yhdistettyyn bioprosessointiin 50 % pienemmällä entsyymikulutuksella (Mascoma).
Video: Synthetic biology – the transformational technology of the 21st century
Asiantuntijamme
Yhteistyöhön kanssamme
Jokainen hankkeemme räätälöidään vastaamaan kyseisen hankkeen erityistarpeita. Tässä on esimerkki tyypillisestä asiakasprojektista. Ota yhteyttä, niin keskustellaan tarvitsemastasi tuesta!
-
Tarvekartoitus: mitä haluat saada aikaan?
Jotta voimme löytää optimaalisen ratkaisun, meidän on ensin ymmärrettävä tarpeesi. Onko sinulla jo olemassa organismi, jonka suorituskykyä haluat parantaa? Aloitatko kenties täysin tyhjästä? Mille teollisuudenaloille tähtäätte ja minkä tyyppistä tuotetta haluatte tuottaa: proteiinia, kemikaalia, kosmetiikan ainesosaa vai jotain muuta? Keskustelemme kanssasi ja luomme etenemissuunnitelman. -
Kannan seulonta ja suunnittelu
Arvioimme ratkaisuun sopivan isäntäorganismin ja geneettisen rakenteen. Pystymme seulomaan monenlaisia kantoja toivottujen ominaisuuksien löytämiseksi. Käytämme monipuolista bioinformatiikkaa ja tietojenkäsittelyä tavoitteitasi tukevien organismien suunnitteluun ja geneettisten muutosten tekemiseen. -
Kannan kehitys
Prosessin taloudellisen menestyksen varmistamiseksi voi olla tarpeen parantaa kannan suorituskykyä. Optimaalisen tuotantotehon saavuttaminen voi vaatia erilaisia suorituskykyä parantavia strategioita, aina mutageneesistä ja suunnatusta evoluutiosta kohdennettuun geeniekspression hienosäätöön. -
Bioprosessin optimointi ja pilotointi
Taloudellisesti kannattava prosessi perustuu kannan geneettisen rakenteen ja suunnittelun lisäksi oikeisiin bioprosessin parametreihin. Voimme optimoida prosessia suorittamalla useita rinnakkaisia bioreaktoriviljelyjä VTT:n tiloissa. Näin löydämme sopivat parametrit esimerkiksi ruokintastrategialle, lämpötilalle, pH:lle ja väliaineen koostumukselle. Prosessin teollisen skaalautuvuuden osoittamiseksi pystymme pilotoimaan prosessia 1 200 litraan asti.
