Eencellige micro-organismen als opruimers van industriële vervuiling
Ze zijn eencellig, komen overvloedig in de natuur voor en voelen zich thuis in extreme omstandigheden. We hebben het over prokaryoten, eencellige bacteriën die wel raad weten met giftige stoffen en andere extreme omstandigheden. Welke mechanismen gebruiken deze micro-organismen daarvoor? En kunnen we daar ons voordeel mee doen om schadelijke stoffen in de natuur én in productieprocessen af te breken?
‘Micro-organismen worden al veel toegepast voor bioremediatie, het langs de natuurlijke weg opruimen van verontreiniging. ‘Dit gebeurt bijvoorbeeld op zee bij olieverontreinigingen en om giftige stoffen in de grond op te ruimen, zegt persoonlijk hoogleraar Hauke Smidt van Wageningen University & Research. ‘Het idee is dat door micro-organismen aan de natuur toe te voegen, giftige stoffen sneller worden afgebroken. Alleen werkt dit lang niet altijd goed, omdat de toegevoegde organismen vaak niet geschikt zijn voor de omstandigheden waaraan ze worden blootgesteld.’
Micro-organismen selecteren en stimuleren
Op uitnodiging van Science schreef Hauke Smidt samen met Wageningse en internationale collega’s een overzichtsartikel dat onlangs werd gepubliceerd in Science. Hierin is bestaand onderzoek naast elkaar gezet en op waarde geschat. Wat blijkt: prokaryoten zetten bepaalde mechanismen in om zich te wapenen tegen extreme omstandigheden, zoals de aanwezigheid van giftige stoffen, hoge temperaturen en hoge pH-waarden. Tegelijkertijd ontwikkelen de micro-organismen transformatie- en afbraakroutes waarmee zij de vervuiling te lijf gaan. ‘De kunst is, cultures van geschikte micro-organismen te selecteren die je goed kunt stimuleren, zodat ze bepaalde typen vervuiling snel langs natuurlijke weg kunnen afbreken’, aldus Smidt.
Prokaryoten in industriële processen
Het klinkt veelbelovend: bacteriën als vuilopruimers in de natuur. Maar de mogelijkheden reiken volgens Smidt verder: ‘Je kunt je voorstellen dat je prokaryoten ook kunt gebruiken in industriële productieprocessen. Wageningen University & Research maakt deel uit van BE-Basic, een grootschalig nationaal onderzoeksprogramma waarin we samen op zoek zijn naar biobased oplossingen voor een duurzame samenleving. In dat programma kijken we ook heel nadrukkelijk naar mogelijkheden voor bedrijven om biotransformatie in te passen in hun productieproces.’
Inbouwen in nieuwe processen
‘Wat de industrie nu nodig heeft, zijn demoprojecten’, zegt Smidt. ‘Kijk je bijvoorbeeld naar de productie van bioplastics en biobrandstoffen, dan zie je dat daar steeds grotere productiestromen ontstaan, plus de bijbehorende afvalstromen. Je hebt innovatieve oplossingen nodig om afvalstoffen die daarbij mogelijk vrijkomen, duurzaam af te breken of te hergebruiken. Eigenlijk zou je bij ieder nieuw productieproces proactief moeten kijken hoe je micro-organismen als opruimers kunt inbouwen. Het zal niet de enige technologie zijn en misschien is deze ook niet direct voor ieder proces te gebruiken, maar ik denk dat de industrie in de toekomst niet zonder deze technologie kan.’