Sinu brauser on natuke ajast maha jäänud. Et kõik töötaks, nagu vaja, palun uuenda enda brauserit.
Küpsised aitavad meil teenuseid edastada. Meie teenuseid kasutades nõustute sellega, et kasutame küpsiseid. ROHKEM INFOT >
SISUTURUNDUS

Sünteetiline bioloogia – Eesti biomajanduse arengumootor

Biokütused pakuvad tulevikus fossiilkütustele alternatiivi. | FOTO: Eesti Maaülikool

Viimase aastakümne jooksul toimunud tormiline areng geneetilise ehk elukoodi lugemise ja kirjutamise oskustes on 21. sajandi uue tehnoloogiarevolutsiooni aluseks. Elukoodi lugemise ja kirjutamise praktilised rakendused hakkavad jõuliselt avalduma peamiselt meditsiinis ja biomajanduses.

Ringmajandus ja jätkusuutlik keemiatööstus

Biomajanduse üldine eesmärk on vähendada sõltuvust taastumatutest maavaradest (nafta, kivisüsi, põlevkivi, jne) nii, et see ka taastuvaid looduslikke varasid ei kuritarvitaks. Biomajanduse puhul räägime kolmest olulisest osast: biotehnoloogiaalaste teadmiste rakendamine, taastuv looduslik tooraine ning erinevate rakenduste ja valdkondade tark sidumine.

Kuula arutelu: „Biomajandus - kas kasutu või väärtuslik tooraine?“ ettevõtete ja ülikoolide koostööfestivalil „Õigel ajal õiges kohas“ 28. novembril TTÜ Mektorys.

Tänapäevase biotehnoloogia arendamises liigume aina enam andmemahukatele rakendustele, mistõttu on bioprotsesside arendamisel saanud olulisteks valdkondadeks sünteetiline bioloogia ja süsteemibioloogia, bioinformaatika, orgaaniline keemia, materjaliteadused ning robootika. Teine oluline alus biomajandusele on taastuvad ressursid, milleks võib olla nii taimne biomass, kui ka makrovetikad, biojäätmed ning teised kohalikud jääkproduktid. Kolmas, rakenduste integreerimine, viitab ringmajanduse põhimõtetele, kus toodete väärtusahelad on läbi mõeldud nii, et ühe protsessi kõrvalsaadus on järgmisele toormeks. Lisaks on siin oluline rõhutada ka valdkondade sidumist, kus parima tulemuse saavutamiseks tuleb tihti kombineerida tehnoloogiaid erinevatest valdkondadest.

Veel kümmekond aastat tagasi oli tööstuslikus tootmises vaid piiratud kogus biokemikaale. Tänapäeval oleme tänu sünteetilise bioloogia võidukäigule võimelised tootma taastuvast toormest nii biokütuseid kui keerukaid ravimeid. Need tootmismeetodid suudavad oma hinnas võistelda ka naftast toodetud kemikaalidega. Tihti sünnib see ettevõtete ning avaliku sektori koostöös, kuid aina enam tekib ka väiksemaid idufirmasid, kes julgelt oma toodanguga avatud turgudele liiguvad.

Kütused ja keemiatooted mikroorganismide abiga

Aastaks 2050 kahekordistub maailma energianõudlus võrreldes aastaga 2000. Süsihappegaasi emissioon peaks aga võetud eesmärkide järgi hoopis langema kaks korda. Sünteetiline bioloogia on võtmetähtsusega ka taastuvenergiale üleminekul. Hoolimata päikese ja tuuleenergia kogumisest jääb alati alles suur vajadus vedelkütuste ja teiste keemiatoodete järele (plastik, tekstiilid, värvid jne).

Neid ühendeid aitavad sünteesida geneetiliselt ümberprogrammeeritud mikroorganismid, kasutades selleks biomassi või siis süsinikoksiide ja elektrit. Kui sellised tööstusprotsessid võivad olla täna veel majanduslikult vähetasuvad, siis sünteetilise bioloogia pakutavad mikroobide geneetilise programmeerimise võimalused ja sünteetilise DNA hinna mitmesajakordne langus on tekitamas tõsist läbimurret juba paari järgneva aasta jooksul.

Näide kosmeetikatööstusest: ühe kilo “roosiõli” naturaalseks tootmiseks tuleb kasvatada neli tonni roose (ca 1 600 000 õit) ning hiljem tuleb õli veel täiendavalt puhastada, et eemaldada allergeenid. Samas biotehnoloogiliselt saab sama koguse “puhast” roosiõli toota pärmidega vähema kui nädala jooksul.

Eesti suur võimalus

Eestil on hea alus biomajanduse arenguks. ELi arengukavad on hinnanud Eesti potentsiaali taastuva toorainega varustuses inimese kohta üheks paremaks Euroopas (Eesti on Bulgaaria järel teisel kohal; viide 1). Samas on see potentsiaal praeguseks vaid minimaalselt rakendatud. Sellest annavad tõestust alla 1% biomajanduse osakaal biokemikaalide tootmisel Eesti SKPst, kusjuures meie naabritel Soomel, Rootsil ja Taanil on see number üle 10% (viide 2).

Biotöötlus on teadusmahukas majandusharu. Meie naabrid Skandinaavias, aga ka Ühendkuningriigid, USA, Kanada ning Aasia riigid on juba mastaapselt investeerinud sünteetilise bioloogia keskustesse ning ülikoolide ja biotööstuse koostöös toimivasse teadusinfrastruktuuri. Ka meil on viimane aeg teha sama, et mitte sajandi suurimast võimalusest ilma jääda.

Näiteks Suurbritannia parlament tellis riigi arengut silmas pidades „sünteetilise bioloogia teekaardi“, mille alusel investeeriti sadu miljoneid naelu viide sünteetilise bioloogia keskusesse, kolme doktorantuuriprogrammi, robotiseeritud DNA sünteesi ja rakudisaini vabrikutesse ning start-up fondi. Taani Novo Nordiski fond eraldas üle saja miljoni Taani krooni disainerrakke arendavasse bioloogilise jätkusuutlikkuse keskusesse.

Uus tööstusrevolutsioon on teadmiste ja investeeringute mahukas, tehnoloogiad on kiivalt patentidega kaitstud. Siin pole Eestil võimalik teadusesse suurelt investeerimata madalal rippuvaid vilju noppida. Meie arendusvõimalused võiks olla seotud näiteks biomassist kõrgväärtuslike kemikaalide tootmisega. Kui tahame kaasa lüüa, siis peame mõtlema suurelt.

Taavo Tenno, keskkonnatehnoloogia ettevõtte Aqua Consult Baltic OÜ, juhatuse liige | FOTO: Erakogu

Taavo Tenno: Terviklikku lähenemist napib

Biomajandus ja sünteetiline bioloogia jääb ettevõtlusele sageli kaugeks sõnakõlksuks, mille rakendamise kasumlikkust on selle uudsuse tõttu raske numbritesse panna. Vaadates töötlevat tööstust sageli toru väljavooluotsast näeme, et praegu suunatakse ressursse eelkõige üha rangemate keskkonnanormide ja piirangutega kohanemiseks. Kompleksne ringmajanduse rakendamine jääb tagaplaanile. Sünteetilise bioloogia tehnoloogiaarendusplatvormi loomine Eestisse aitaks kindlasti kaasa ring- ja biomajanduse perspektiivide teadvustamisele ning suurendaks nišši ka teadmispõhiste tehnoloogiaarendusettevõtete arenguks.

Mis on mis?

Biomajandus - majanduse haru, mis kasutab taastuvaid bioloogilisi ressursse nii maalt kui merest, et toota toitaineid, biomaterjale, bioenergiat ja teisi bioloogilisi tooteid.

Biotehnoloogia – rakendusliku bioloogia valdkond, mis kasutab elusorganisme ja nende saadusi inimese tervise ja elukeskkonna parandamisel.

Sünteetiline bioloogia – interdistsiplinaarne bioloogia haru, mis kombineerib geneetika ja inseneritehnoloogia. Sünteetilises bioloogias muudetakse süstemaatiliselt elukoodi (DNA), et luua uute funktsioonidega organisme.

FOTO: ERF
Tagasi üles