Met een beetje sleutelen aan hun DNA kunnen we bacteriën uiteenlopende moleculen laten produceren. Zelfs petrochemische moleculen behoren nu tot de mogelijkheden. Er zijn nog wel obstakels te overwinnen, maar wellicht bieden bacteriën een route naar een duurzame petrochemische industrie.

In de farmaceutische en voedingsindustrie zijn micro-organismen veelgebruikte productievehikels. Citroenzuur voor frisdranken, melkzuur in kaas en yoghurt; allemaal gemaakt door bacteriën en schimmels. Maar langzamerhand beginnen onderzoekers bacteriën ook zo aan te passen dat ze heel andere moleculen gaan produceren. Moleculen die we nu nog op basis van aardolie maken, zoals ethylacetaat of isopropanol. Zijn bacteriën de sleutel tot een duurzame petrochemische industrie? Volgens Ruud Weusthuis, hoogleraar microbiële biotechnologie aan de Wageningen Universiteit, zijn er veel mogelijkheden om de petrochemie te verduurzamen. Bacteriën zijn er zeker een van. ‘Hoe je het ook wendt of keert, we moeten duurzamere grondstoffen en productiemethoden vinden. En omdat bacteriën zoveel verschillende chemische reacties kunnen uitvoeren, kunnen ze hier goed een rol in gaan spelen.’

Wereldwijd werken onderzoekers daarom aan het veranderen van bacteriën zodat ze ook heel andere typen moleculen. ‘Met de toolkit van de moleculaire biologie kunnen we het DNA van micro-organismen gericht aanpassen’, vertelt Joost Teixeira de Mattos, emeritus hoogleraar microbiële fysiologie aan de Universiteit van Amsterdam en medeoprichter van de biotech bedrijven Photanol en Sustenso. ‘We kunnen met bijvoorbeeld CRISPR-Cas9 bepaalde genen of genencombinaties inbouwen die de biochemische routes in zo’n organisme naar onze hand zetten.’ Hiervoor is kennis van het metabolisme nodig en een goed begrip van de functies van de verschillende biochemische routes. ‘Dat inzicht heb je nodig om aanknopingspunten te vinden’, zegt Teixeira de Mattos. ‘Je kunt moleculen in de bacterie namelijk wel dwingen om vanuit een metabool tussenproduct een afslag te nemen naar een bepaald eindproduct, maar dan moet je wel weten hoe dit het metabolisme en de overlevingskansen van de bacterie beïnvloedt.’ Zo werkt Photanol met cyanobacteriën die CO₂ onder invloed van licht omzetten naar onderdelen die ze nodig hebben om te groeien. ‘Door genen in te bouwen maken we afsplitsingen vanuit een centraal metaboliet naar een breed scala van eindproducten.’