Hoe schimmels ons helpen verduurzamen
Schimmels groeien niet alleen op jouw oude boterham, maar zijn ook te gebruiken voor het maken van bouwmaterialen, paddenstoelenleer en vleesvervangers. Hoogleraar Schimmelgenetica en Biotechnologie Arthur Ram legt uit hoe schimmels ons kunnen helpen verduurzamen.
Nu al kunnen schimmels vervangers voor leer en vlees produceren. En in de toekomst kunnen ze helpen om van moeilijk afbreekbaar afval weer iets nuttigs te maken en wonen we waarschijnlijk in huizen waarvan zij de materialen maken. In die ‘materialenbusiness’ gaat het met schimmels heel snel volgens Ram. ‘Er zijn veel bedrijven bezig om alternatieven te maken voor piepschuim, verpakkingsmateriaal of bouwmaterialen bijvoorbeeld.’
Hoe werkt het? Schimmels kunnen schimmeldraden vormen. Als je schimmels op een ondergrond van bijvoorbeeld stro laat groeien, kan het netwerk van schimmeldraden (het mycelium) het stro met elkaar verbinden. Zo ontstaat een structuur. Door stro in een mal te persen, kan je schimmels elke gewenste vorm laten maken.
Schimmel maakt kaaseiwit
Ram zit zelf niet in de bouwmaterialen, maar onderzoekt samen met collega’s hoe hij schimmels op een duurzame manier dierlijke eiwitten kan laten produceren. Hij kijkt daarbij specifiek naar caseïne, het meest voorkomende eiwit in kaas. Het uiteindelijke doel is om kaas te maken met behulp van caseïne geproduceerd door schimmels.
De uitdaging is om de schimmel het kaaseiwit te laten maken, want van nature doet die dat niet.
Het onderzoek kent twee grote uitdagingen. De eerste is dat de onderzoekers ervoor moeten zorgen dat de schimmel caseïne gaat maken, want van nature doet die dat niet. Door een stukje DNA in te brengen bij de schimmel kan die het eiwit vervolgens wel produceren. De tweede uitdaging is om de schimmel caseïne efficiënt te laten produceren, anders is het niet interessant voor een grotere productie. Daarom is het belangrijk dat het eiwit buiten de cel terecht komt in het medium waar de schimmel in groeit. Dan is de caseïne namelijk makkelijker te verzamelen. Met behulp van state-of-the-art moleculaire genetische technologieën wordt in het lab hard gewerkt om de Aspergillus niger schimmel te verbeteren als eiwitfabriek.
Afbreken van plastics
In het lab in Leiden werken Ram en zijn team ook aan de afbraak van lignine met behulp van schimmels. Lignine is een stof die bomen en planten stevigheid en flexibiliteit geeft. Het is ook een stof die erg moeilijk is af te breken. Het enige wat er nu mee gedaan kan worden, is verbranden. De onderzoekers willen schimmels enzymen laten maken die lignine wel kunnen afbreken. Als dat lukt, kunnen er nuttige bouwstenen van lignine worden gemaakt voor bijvoorbeeld bioplastics.
Het onderzoek is ook interessant voor het afbreken van plastic. Ram: ‘Veel plastics lijken qua structuur enigszins op lignine. Dus er zijn voorbeelden waarbij het enzym dat lignine afbreekt ook plastic kan afbreken.’
Duurzaamheidsdoelen halen met schimmels
Ram ziet een belangrijke rol voor schimmels in de toekomst. ‘Schimmels kunnen helpen om tenminste tien van de zeventien Sustainable Development Goals van de Verenigde Naties (doelen voor een duurzamere wereld, red.) aan te pakken. Laatst las ik zelfs dat iemand claimde dat ze bij alle zeventien doelen kunnen helpen. In ieder geval kunnen schimmels en de biotechnologie van schimmels bijdragen aan het oplossen van veel duurzaamheidsvraagstukken waar we nu mee worstelen.’
Op 9 februari houdt Arthur Ram zijn oratie ‘Waarom langdradige schimmels niet saai zijn.’
Tekst: Dagmar Aarts
Beeld: Arthur Ram