Hoe biotechnologie snel nieuwe toekomsten mogelijk maakt

Hij werd gevraagd een verhaal te vertellen over de relatie tussen samenleving en biotechnologie. Plant Science-directeur Richard Harrison zal deze lezing geven tijdens F&A Next, de internationale food & agri innovatie summit in Wageningen. Omdat hij sterk het belang benadrukt van meer kennis over deze onderwerpen, is Harrison gemotiveerd om zijn perspectief te delen. “Als we willen weten wat het belang is van biotechnologie voor ons voedsel van de toekomst, moet ons uitgangspunt een dialoog zijn over wat voor soort voedsel en landbouwsysteem we willen. Dat moeten we nu doen, om de ambities van het laten groeien van de bio-economie — de productie van voedsel, brandstof en grondstoffen — in Europa te realiseren en een concurrentievoordeel op te bouwen,” legt hij uit.

Dus, hoe ziet het landbouwsysteem van de toekomst eruit? Harrison schetst een aantrekkelijk perspectief. “Er is ruimte voor een diversiteit aan verschillende landbouwsystemen, passend bij de regio en de lokale economie, maar alle systemen hebben meer diversiteit nodig. Bijvoorbeeld in gewasrotatie en in de diversiteit van het omringende landschap, zodat functies zoals plaagbestrijding, het ondersteunen van bestuivers en een gezonde bodem ondersteund kunnen worden. De vorige eeuw stond in het teken van efficiëntie, vereenvoudiging en schaalvergroting, wat heeft geleid tot de mogelijkheid om een groeiende wereldbevolking te voeden, maar met kosten voor het milieu en de biodiversiteit. Een deel van de gewasdiversificatie zal voortkomen uit nieuwe eisen van de bio-economie, zoals het vervangen van fossiele producten door biobased alternatieven.”

De onderliggende vraag is volgens Harrison: “Hoe verdelen we de beperkte ruimte voor landbouwgrond of andere vormen van biobased productie van voedsel of materialen? Welke keuzes moeten we maken om optimaal gebruik te maken van schaarse biologische hulpbronnen? Sommige keuzes zijn efficiënter dan andere, en dat moeten we als samenleving begrijpen. Niet alles wat ‘groen’ is, is duurzaam.”

Binnen deze systemen kunnen de beloften van moderne biotechnologie worden benut in combinatie met andere aanpakken. Maar wat bedoelen we precies met biotechnologie? Het gaat om het gebruik van levende micro-organismen of essentiële componenten daarvan. Moderne toepassingen zijn bijvoorbeeld de productie van medicijnen door micro-organismen, of het aanpassen van DNA van cellen op gerichte wijze met behulp van moleculen uit gespecialiseerde bacteriën.

We leven in spannende tijden, nu nieuwe regels voor precisieveredelde gewassen op het punt staan te worden aangenomen in Europa. Precisie-veredelde planten, met slechts kleine toevoegingen van nieuw DNA of met genen die al voorkomen in bestaande rassen of wilde varianten, zullen niet langer onder de huidige strenge regels voor genetische modificatie vallen. Deze technieken zullen, samen met andere, zowel de snelheid als de nauwkeurigheid van veredeling verbeteren. “Op dit moment waait de beleidswind in dezelfde richting als de wetenschap.” Tegelijkertijd roepen deze technieken vaak vragen op bij consumenten, over veiligheid, ethiek en authenticiteit. Discussies hierover moeten dan ook worden gevoerd, maar wel in een bredere context.

Harrison benadrukt de kracht van biotechnologie, vooral in combinatie met andere moderne technieken. “Dit is ook uitgewerkt in het rapport van Peter Wennink, dat in december vorig jaar werd gepubliceerd.” In dit rapport adviseert Wennink de Nederlandse overheid hoe te investeren in de economie, zodat Nederland samen met Europa strategisch relevant en autonoom kan blijven. Hij identificeert vier domeinen waarin geïnvesteerd moet worden, waarvan er drie met name relevant zijn voor de vooruitgang in landbouwtechnologie: AI, energietechnologie en biotechnologie. “Domeinen waarin Nederland al een sterke en unieke basis heeft.” De inzet is duidelijk: de Europese bio-economie is nu al meer dan €800 miljard per jaar waard, en de kosten van het opgeven van die positie — of het vasthouden aan de status quo — zijn groter.

Kennis en het vermogen om die te benutten groeien tegenwoordig razendsnel, legt Harrison uit met een voorbeeld uit het buitenland: AlphaFold. Dit is een vrij toegankelijk AI-systeem, ontwikkeld door Google en vrij toegankelijk, dat nauwkeurig voorspelt hoe eiwitten zich vouwen in hun 3D-structuur en hoe ze met elkaar of met DNA interageren. “Decennia aan moleculair onderzoek, gecombineerd met AI, maken dit mogelijk.” Een voorbeeld van een bedrijf dat deze technieken gebruikt is de internationale startup Resurrect Bio. “Zij kunnen nu voorspellen welke resistentiegenen in planten tegen plagen en ziekten zijn ‘gebroken’ en hoe ze opnieuw functioneel gemaakt kunnen worden.”

Dit zijn ook stappen die onderzoek democratiseren, vervolgt Harrison. “Kennis en technieken worden breder beschikbaar en betaalbaarder.” Een voorbeeld dichter bij huis, van onderzoekers van Wageningen University & Research, is het the CRISPR4ALL-project. “CRISPRCas9 is het molecuul dat helpt bij het nauwkeurig aanpassen van DNA in planten, micro-organismen en zelfs dieren en mensen. Een andere variant, ThermoCas9, wordt nu verder ontwikkeld om nog beter te worden. En het team wil deze technologie breder toegankelijk maken, niet alleen via dure royalty’s, maar via betaalbare licenties, zelfs voor kleine bedrijven.”

Veel van deze technieken komen nu samen. “En ze tellen niet alleen op, ze versterken elkaar. Het opent veel mogelijkheden: voor verbeterde gewassen, nieuwe voedingsmiddelen en een meer circulaire economie. Zelfs voor de ontwikkeling van nieuwe ‘vergeten gewassen’ (orphan crops), die bijdragen aan regionale diversiteit in landbouwsystemen.” Orphan crops zijn planten die slechts in beperkte regio’s als voedselgewas bekend zijn of dat vroeger waren, en nauwelijks zijn gedomesticeerd. “Er zijn meer dan 30.000 eetbare planten op aarde, maar slechts een fractie voedt de mensheid,” zegt Harrison.

Een startup in Wageningen, Aardaia, werkt aan een fascinerend historisch Europees gewas: de aardaker. Dit is een knol uit de vlinderbloemenfamilie. Dat betekent dat het een stikstofbindende soort is, die de bodem verbetert, en als knolgewas lijkt het op aardappelen. Maar waar een aardappel zetmeelrijk is, is de aardaker juist rijk aan eiwitten. Het veganistische tweesterrenrestaurant ‘De Nieuwe Winkel’ serveert het al. “Vroeger duurde het ontwikkelen van een volledig nieuw gewas vijftig tot honderd jaar, nu kan die innovatietijd worden teruggebracht tot vijf à tien jaar. Zelfs zonder genetische modificatie, maar met geavanceerde technieken zoals genoomsequencing, high-throughput fenotypering, speed breeding en genomische voorspelling. Dit opent nieuwe mogelijkheden voor investeerders, die zich veel comfortabeler voelen bij deze tijdlijnen.” Bovendien laat het zien dat ook kleine bedrijven dit kunnen doen, wat de innovatie verder democratiseert.

De kansen van biotechnologie reiken ook verder dan planten. Alternatieve eiwitten geproduceerd via precisiefermentatie — zoals zuiveleiwitten zonder koe, direct geproduceerd door slim ontworpen bacteriën — volgen dezelfde technologische ontwikkeling. Daarom horen ze in dezelfde investeringsdiscussie, zoals ook het Nederlandse Food 2040-programma erkent.

Harrison bereidt zijn boodschap voor het publiek van de F&A Next Summit voor: investeerders en bedrijven die samenkomen om projecten van startups en scale-ups te ontdekken. “Realiseert men zich dat dit nu gebeurt? Decennialang was biotechnologie voor de landbouw een moeilijke sector voor investeerders, omdat de tijdlijnen te lang waren. Dat verandert nu volledig, vooral door de vooruitgang die AI brengt. Samen creëert dit enorme nieuwe kansen, in lijn met het rapport van Wennink.”

Tot slot vat hij zijn boodschap samen: “De technologie is niet de eindstreep. De echte eindstreep is het gesprek dat we nog moeten voeren over wat voor voedselsysteem we willen, voor wie het is, waar de moeilijke afwegingen liggen en hoe we dit als samenleving moeten begrijpen. Dat gesprek moeten we nu voeren, terwijl we investeren — niet in plaats van investeren.”