Indsendt af
Københavns Universitet
Resumé
Danmarks internationale styrkepositioner inden for syntesebiologi og den relaterede biotek- og biofarma-industri udgør en unik mulighed for at imødekomme det stigende globale behov for bæredygtig produktion af medicinske stoffer, fødevarer, fødevareingredienser, bioenergi herunder flybrændstof, nanomaterialer og andre højværdi industri-produkter, der i dag fås fra den petrokemiske industri. Som strategisk vækstteknologi (Forsk2020) og ’key enabling technology’ (Horizon 2020) kan banebrydende syntesebiologiske teknologiplatforme både øge den eksisterende industris konkurrenceevne internationalt gennem PPP og give ophav til helt nye industrier og praksisnær innovation i samarbejde med eksisterende og nye følgeindustrier i Danmark.
Udfordring og muligheder
Det stigende globale behov for udvikling af en bæredygtig og konkurrencedygtig produktion af højværdi-stoffer, fødevarer, bioenergi og nye materialer kræver radikalt ændrede innovative løsninger, hvis vi skal realisere målet om et biobaseret samfund inden år 2050, hvor de fossile brændstoffer skal være udfaset. Inden for det tværvidenskabelige forskningsfelt syntesebiologi, har Danmark her en unik position mht til at kunne udvikle nye produktionssystemer og producere mange af disse stoffer (medicinske stoffer, fødevareingredienser, industrienzymer, bioplast, nye polymerer, brændstoffer, nanomaterialer mv) i bæredygtige, ofte lysdrevne systemer vha. plantebaseret syntesebiologi i et center med verdensledende potentiale. Syntesebiologien er integreret med nanoteknologi på både KU og Aarhus Universitet og begge universiteter har kritisk masse af fremragende forskergrupper på området. Det sikrer koblingen mellem udvikling af biologiske produktionssystemer og fremstilling af materialer med helt nye egenskaber. Syntesebiologi ligger samtidig i forlængelse af Danmarks eksisterende unikke erhvervsmæssige globale styrkeposition inden for industriel biotek og biofarma med hertil hørende venture capital community. Der er global fokus på industriel udvikling af syntesebiologi, hvis markedsværdi ventes at stige fra $1.6 mia i 2011 til $10.8 mia i 2016 (BCC 2011) og $16.7 i 2018 (TMR 2012). Særlig fokus vil være på biobaserede højværdistoffer, som i 2025 ventes at udgøre 50 % af markedet (IB 2025). Det gør en fokuseret indsats på konkurrencedygtig kommercialisering af den banebrydende forskning oplagt i det internationale kapløb om at være først med fremtidens grønne miljøteknologier. Storskala produktion af højværdistoffer har potentiale til at skabe en helt ny industri i Danmark fx med fokus på at få konstrueret algefarme, der kan bygges i eksisterende gartnerier og drives med minimalt ressourceforbrug. Det vil give beskæftigelse inden for klassisk håndværksmæssig baseret fabriks-teknologi og talrige følgeindustrier.
Målsætning
Industrialisering af syntesebiologi med henblik på stor-skala produktion af høj-værdi stoffer (særligt medicinske stoffer, fødevareingredienser, industrielle enzymer, nye polymerer og nanomaterialer) i indesluttede systemer. Herunder:
- forskningsmæssig udvikling af ’plug-and-play’ platforme til lysdreven produktion af stoffer med høj markedsværdi.
- udvikling af selvprocesserende produktionssystemer i planter
- fremstilling af humaniserede proteiner i planter
- udvikling af helt nye materialer ved kombineret brug af biologi og nanoteknologi
- udvikling af helt nye produktionsstammer til produktion af helt nye aromastoffer og pigmenter med nye egenskaber og øget stabilitet, som anvendes til produktion i Danmark. Herved opnås den store fordel, at uønsket spredning til konkurrenter kan forhindres, hvorved reproduktion i lavprislande undgås.
- fokuseret indsats på hele udviklingskæden, herunder ’valley of death’, opskalering og optimering af produktudbytter og produktionsorganismer gennem PPP.
- fokuseret indsats i et inkubator-entreprenør miljø i tæt tilknytning til universiteterne vil fremskynde kommercialiseringen af produkterne samt etablere rammerne for aftag af ny viden i både start-ups og SMV’er suppleret med praksisnær innovation i samarbejde med følgeindustrier.
Denne strategi sikrer både kort- og langsigtede resultater. Den eksisterende proof-of-concept base kan realiseres inden for en kort årrække, mens paletten af målsætninger giver mulighed for skabelse af en større industri inden for en 15-20-årig periode. Såfremt viften af innovationsbehov (se nedenfor) adresseres progressivt, vil konkrete arbejdspladser kunne realiseres indenfor en 3-årig periode, både i eksisterende og ny industri.
Innovationsbehov
Der kræves en fokuseret indsats på hele udviklingskæden fra forskning og uddannelse til industriel kommercialisering. Det nødvendiggør en række forskelligartede og samtidige indsatser, herunder en nationalt koordineret forskningsindsats med industrielt sigte, PPPs mht. gap-funding og gensidige udviklingsstrategier, udvikling af entreprenør-inkubator miljø i tæt tilknytning til universiteterne og integration heraf i uddannelserne mhp opnåelse af fagligt innovative kompetencer til dynamisk kommercialisering af den forskningsbaserede viden vha. et tilhørende seed-funding netværk til start-ups. Derudover er der behov for praksisnær innovation og udvikling af samarbejde med eksisterende og kommende følgeindustrier, herunder klassisk håndværks-mæssig baseret fabriks-teknologi og talrige følgeindustrier. Dette tiltag kræver en koordineret indsats mellem ministerielle enheder, brancheorganisationer, fagforeninger og fx opsætning af særlige ’workshops’, der kan optimere dialogen mellem PhD’er, ingeniører og faglærte og således opdyrke og indfange iderigdommen i dette uopdyrkede grænsefelt.
De danske forudsætninger
De danske forskningsmiljøer inden for det tværvidenskabelige syntesebiologiske felt er verdensledende og har igennem en årrække opbygget kritisk masse, både på KU og AaU. Området har udviklet sig eksponentielt inden for en kort årrække og er nu industrialiseringsmodent. Danmarks stærke internationale styrkepositioner inden for biotek- og biofarma giver også her et optimalt afsæt. Samtidig ligger potentialet i direkte forlængelse af Forsk2020 målsætningerne og nationale indsatser både inden for EU (FP7, H2020, ERAsynbio, Copenhagen Research Forum) placeret området stærkt som strategisk vækstteknologi og ’key enabling technology’.
Effekter og potentialer Det nuværende meget stærke globale industrialiseringstræk mod syntesebiologi og nanoteknologi kombineret med ønsket om biobaseret produktion og udvikling af helt nye og patenterbare unikke produkter skal sætte rammerne for en radikal og banebrydende nytænkning inden for ingeniørmæssig brug af ’biologiske byggeklodser’. Med Danmarks forskningsmæssige og industrielle internationale styrkepositioner, høje håndværksmæssige standard og designviden kan vi sætte dagsordenen og samtidig medvirke til at realisere Forsk2020 visionerne om en konkurrencedygtig grøn økonomi med høj innovationskapacitet.