Enzyme development for Norwegian biomass – mining Norwegian biodiversity for seizing opportunities in the bio-based economy (NorZymeD)

SVT var ansvarlig for ELSA-delen av prosjektet (Etiske, Legale og Sosiale Aspekter av ny teknologi).

I dette prosjektet jobber seks forskningsinstitusjoner og to bedrifter sammen for å utvikle konkurransedyktig enzymteknologi for å utnytte norsk biomasse. Målet er å øke verdiskapingen i norsk biobasert industri. Med naturens egne verktøy (her: enzymer) skal vi skape en god bioøkonomi, basert på bærekraftige, miljøvennlige og lønnsomme prosesser. Slike prosesser inkluderer enzymatisk omdannelse av ikke spiselig plantebiomasse til sukker som så kan fermenteres til en rekke produkter, deriblant bioetanol of fôr. En annen prosess er omdannelse av protein-rike biprodukter fra f eks lakseslakterier til høy-verdi hydrolysater.

I prosjektet er en viktig oppgave å finne og identifisere de rette enzymene. Universitetet i Bergen leter i varme kilder på havbunnen, Universitetet i Tromsø leter etter enzymer i arktiske strøk, mens NMBU (Ås) leter mikrobielle samfunn som bryter ned plantebiomasse. Noen av prosjektdeltakerne har sin styrke i å produsere enzymer, og gjøre dem mer effektive og stabile. Her er blant annet SINTEF, Uni Research i Bergen og NMBU involvert (WP2 - WP4). Det blir også mye enzymkarakterisering, hvor blant annet Universitetet i Tromsø bidrar med kompetanse innen krystallografi. Senter for vitenskapsteori ved Universitetet i Bergen har ansvar for å se på hele prosessen med bruk av enzymer: Er prosessene miljøvennlige og etisk forsvarlige, og hvordan ser miljøregnskapet ut? Hva med eiendomsforhold rundt det vi finner i naturen? (WP8).

Industripartnerne, Borregaard (skog og plantebiomasse, WP5) og Biomega (marin biomasse, WP6), bidrar til å drive prosjektet i en retning som fører til at norsk industri kan nyte godt av resultatene. Begge disse bedriftene ønsker å være sentrale aktører i en norsk bio-økonomi. I 2014 har også Norilia (biprodukter fra kjøttproduksjon) blitt assosiert til prosjektet (WP7) og i 2015 har Alkymar (marine råstoffer) blitt assosiert til prosjektet (WP7). WP7 handler om å sette i gang nye aktiviteter og siden 2015 har det blitt koblinger mot enzymatisk produksjon av sialinsyrederivater (UiTromsø) og utvikling av enzymteknologi for prosessering av tare, i samspill med SFIen Foods of Norway (NMBU).

I prosjektets første fase har vi samlet inn masse biodiversitet, blant annet ved å anrike bakterielle samfunn fra spesielle økosystemer på de substratene som våre industripartnere er interesserte i. Videre har vi bygget opp kompetanse for å høste fra denne biodiversiteten, dvs at vi skal finne lovende enzymer å videreutvikle disse for industrielt bruk. Vi har gått gjennom nesten 1 million kandidater og på basis av ønskene fra industrien har rundt 150 kandidatenzymer blitt identifisert for videre arbeid. Noen av disse har gått gjennom prosjektets «enzym utviklings pipeline» og blir testet og brukt i applikasjoner. Prosjektet satser også på videreutvikling av enzymer gjennom såkalt «enzym engineering». Her spille SINTEF spiller en viktig rolle fordi man her har bygget opp et system for masse spektrometri-basert screening av enzymaktiviteter. Dette gir NorZymeD et unikt fortrinn og i prosjektets siste fase har vi på denne måten fremstilt nye enzymer med interessante egenskaper. Vi har nå en rekke nye enzymer med lovende egenskaper og flere av disse blitt testet ut i industrielle applikasjoner, både «grønne» (Borregaard) og «blåe» (Biomega).

Vi har i senere tid også gjort framgang i utvikling av mer effektive bioprosesser, spesielt for lignocellulose. Vi har fått fram meget gode enzymer for prosessering av tare, som nå blir testet i industrielle anvendelser.

Prosjektets årsmøter har blant annet et formidlingsseminar med deltagere fra industri, universiteter og forvaltningsorganer. Under prosjektmøtene og årsmøtene har ELSA arbeidet (WP8) fått betydelig med tid og oppmerksomhet. Prosjektet har vært nødt til å jobbe aktivt med de problemstillingene som spesielt bioprospektering medfører, siden det fremdeles finnes en del uavklarte og vesentlige problemstillinger knyttet til «benefit sharing». Både Senter for vitenskapsteori (ved Roger Strand et al.) og Morten Walløe Tvedt ved Fridtjof Nansen Institutt jobber med denne problematikken og en felles artikkel har blitt publisert i 2016.