Britse wetenschappers combineren evolutie en AI voor nieuwe eiwitten

Een onderzoeksteam van de University of Sheffield gebruikt een combinatie van evolutietheorie en kunstmatige intelligentie om sneller duurzame eiwitten te ontwikkelen. De methode moet de productie van alternatieven voor zuivel en vlees goedkoper en schaalbaarder maken, zonder dat daar vee voor nodig is.

Microben onder druk

Het team, onder leiding van professor Tuck Seng Wong, laat micro-organismen in geautomatiseerde fermentatietanks blootstellen aan stressfactoren zoals hitte, ongewone koolstofbronnen of remmende stoffen. Door deze kunstmatige gerichte evolutie overleven alleen de sterkste microbenstammen. Die stammen blijken vaak uitstekend in staat om specifieke voedingsingrediënten te produceren. "Nature is a much better engineer than me", zegt Wong. Volgens hem ligt de beste oplossing voor complexe problemen vaak al in de natuur besloten; de taak van ingenieurs is die oplossing schaalbaar en economisch haalbaar maken.

De geselecteerde microben worden vervolgens ingezet in precisiefermentatie, waarbij ze volgens strikte genetische instructies dierlijke eiwitten en vetten nabouwen. Normaal duurt het testen van miljoenen microbiële varianten jaren. Door AI het screeningsproces te laten automatiseren, kan dat nu in een paar dagen.

Rubisco uit bladafval

Naast microben kijkt het Sheffield-team ook naar onderbenutte plantaardige bronnen. Rijst, maïs en tarwe leveren samen bijna 60 procent van alle calorieën die mensen wereldwijd uit planten halen, terwijl er duizenden andere eetbare soorten bestaan. Het team richt zich onder meer op Rubisco, het meest voorkomende eiwit op aarde en aanwezig in de bladgroene cellen van elke plant. Rubisco industrieel winnen was decennialang te duur, maar de onderzoekers hebben nu een methode ontwikkeld om het eiwit terug te winnen uit gewasbladeren en landbouwafval, zoals resten van alfalfa en eendenkroos.

Samenwerking met voedselgiganten

Het onderzoek raakt ook aan een breder voedingsvraagstuk: terwijl miljoenen mensen honger hebben, kampen rijke landen met obesitas. Wong benadrukt dat toegang tot goede voeding een mensenrecht zou moeten zijn, en dat de oplossing verder gaat dan biologie alleen. Binnen het Institute for Sustainable Food van de universiteit werkt hij samen met gedragspsychologen, economen en voedingsdeskundigen om nieuwe eiwitproducten acceptabel te maken voor consumenten.

Het onderzoek wordt gefinancierd via het National Alternative Protein Innovation Centre (NAPIC), dat in 2024 werd opgericht met 38 miljoen Britse pond aan overheids- en private investeringen. Bedrijven als Unilever, Mars en het start-up FibreFolks werken mee om de ontwikkelde eiwitten uiteindelijk als gewone supermarktproducten op de markt te brengen. Een vergelijkbare AI-aanpak bij NAPIC heeft al bijna 800 plantaardige eiwitten geïdentificeerd die als emulgator kunnen dienen.