København den 5. oktober, 2009

Syntesebiologi - et nyt dansk satsningsområde?

Abstract:

Syntesebiologi (engelsk "synthetic biology") er et fremspirende forskningsområde,der kort kan beskrives som"the combination of science and engineering to build novelbiological functions and systems".I løbet af dette årtusinde er de førende universiteter i USAkommet godt i gang med syntesebiologi. I EU har der været syntesebiologi-initiativer iforbindelse med sjette rammeprogram, og i Danmark var syntesebiologi blandt de visionæreområder, som Forskningsrådet for Natur og Univers (FNU) fremhævede i 2006. Nu spirerdet frem mange steder ved danske universiteter. I 2009 blev området styrket i Danmarkgennem en UNIK-bevilling, som kombinerer nanoteknologi og bioteknologi. Vi mener, attiden nu er moden til at lave en bred strategisk satsning på syntesebiologi i Danmark.Satsningen skal ske ved at udvide kredsen og inddrage stærke danske forskningsmiljøerinden for f. eks. biofysik, bioteknologi, bioinformatik og biotekindustrien. En sådan satsningkan skabe den synergi mellem danske forskningsmiljøer i industrien og ved universiteterne,som er forudsætningen for grøn vækst.

Baggrund

Målrettede satsninger på udvalgte indsatsområder har gennem de seneste to årtierresulteret i, at Danmark har opnået internationale styrkepositioner inden for en rækkediscipliner, såsom bioteknologi, nanoteknologi, bioinformatik, biofysik og metabolicengineering. Udviklingen går stærkt på disse områder både mht. basal grundforskning ogteknologisk udvikling. Den succes udgør en basis, som de store danske bioteknologiskeindustrier som Novo Nordisk, Lundbeck, Novozymes, Danisco og Chr. Hansen rekrutterermange af deres ansatte fra. I et globaliseret samfund er det bydende nødvendigt, atDanmark satser på uddannelse og forskning inden for områder, hvor der er potentiale forbanebrydende biologiske og teknologiske landvindinger, der kan få stor praktisk betydning.I årene fremover skal Danmark, sammen med resten af verden, bevæge sig fra etindustrisamfund baseret på produkter fra den petrokemiske industri mod et bæredygtigt bio-baseret samfund. Det er på den baggrund, at vi mener, der bør satses på et nyt spirendeforskningsfelt, som ligger i grænsefladen mellem de ovennævnte indsatsområder. På danskkalder vi feltetsyntesebiologi(engelsk: Synthetic Biology).

Perspektiverne i syntesebiologi

Det er vores vurdering, at syntesebiologi vil afdække nye teknologiske muligheder af storbetydning for fremtidens samfund ved at skabe indsigt samt udvikle redskaber og metoder tilat fremstille og karakterisere nye bio-inspirerede systemer med skræddersyede, funktionelleegenskaber. Der er mange spændende udfordringer, for eksempel: Kan vi lave sollys direkteom til strøm, diesel eller medicin? Kan vi udnytte plantebiomasse bedre? Kan vi lavebionanosensorer, der måler vores sundhedstilstand? Kan vi lave intelligente bio-inspireredetransportsystemer til aflevering af lægemidler og næringsstoffer i kroppen? Eller funktionellematerialer med selvhelende egenskaber? Måske kan vi omprogrammere verdenshavene,så de skaffer os af med overskuddet af atmosfærens kuldioxid?I levende biologiske systemer arbejder molekylerne sammen i grupper, der er placeret rigtigti forhold til hinanden ved hjælp af selv-organiserende og selv-samlende principper. Denbasale forskning i syntesebiologi fokuserer på at nå frem til en forståelse af, hvordanbyggestenene i disse komplekse systemer virker i fællesskab. Når vi ved det, kan vikombinere byggestenene på helt nye måder og designe tilsvarende effektive systemer mednye, ønskværdige egenskaber.

Forskningen i syntesebiologi vil derved kunne udgøre det videnskabelige grundlag for bl.a.udvikling af personlig medicin, produktion af bæredygtig energi, udvikling af fremtidensfødevarer og design af molekylær bioelektronik.For at blive slagkraftigt skal forskningsområdet opbygges omkring internationalt anerkendtedanske forskergrupper, der samlet set dækker nøgleområderne inden for syntesebiologisåsom kemi, nanoteknologi, molekylær plantebiologi, molekylær neurobiologi, biofysik ogindustriel bioteknologi.I uddelingen af de fire UNIK-bevillinger ved årets start var et af de udvalgte områder netop etnyt forskningsinitiativ i syntesebiologi med særligt fokus på grænsefladen mellemnanovidenskab og biologi (plante- og neurobiologi). UNIK-projektet udnytter, at vi i Danmarkhar særlige kompetencer inden for forskning i membranbundne proteiner. De udgør omkring30% af samtlige kendte proteiner og er fundamentet i basale livsprocesser som fotosyntese,opbygning af elektrisk potentiale over membraner og overførsel af nerveimpulser.Membranbundne proteiner er notorisk svære at håndtere, og UNIK-projektet medvirker til atfastholde og udbygge den unikke danske styrkeposition på området. Projektet berører dog

kun en lille flig

af det samlede syntesebiologifelt, og i de danske forskningsmiljøer er derpotentiale for en langt bredere satsning. DTU havde f. eks. 4 studerende med til det årligesyntebiologitræf ved MIT i Boston (iGEM), hvor studerende fra hele verden konkurrerer omat lave de mest innovative syntesebiologi projekter, og SDU har i grundforskningscentrerneMEMPHYS og FLINT en platform i verdensklasse inden for molekylær biofysik og `livingtechnology’ med et kæmpe potentiale i syntesebiologi.Som et led i at samle de danske forskergrupper inden for syntesebiologi arrangerer vi isommeren 2010 et internationalt møde i København i samarbejde med University ofCalifornia, Berkeley og med deltagelse af verdens førende forskergrupper.

Forskningsrådenes rolle

Det Frie Forskningsråd og Det Strategiske Forskningsråd har været centrale spillere iudvælgelsen og finansieringen af mange af de indsatsområder, som vil udgøre basis for etnyt dansk initiativ inden for syntesebiologi. Vi er af den opfattelse, at et koordineret initiativ iregi af Det Strategiske Forskningsråd med en beløbsramme på 200 mio. kr. over 3-5 år vilkunne sikre Danmark en slagkraftig position på området.Derfor håber vi, at Det Frie Forskningsråd og Det Strategiske Forskningsråd vil støtte voresforslag om at etablere et samlet dansk forskningsinitiativ inden for syntesebiologi.