Bij schimmels, bacteriën en virussen denken we al snel aan ziektes en bedorven voedsel. Micro-organismen hebben geen al te beste reputatie, weet ook hoogleraar systeembiologie Bas Teusink. Het afgelopen woensdag geopende Holomicrobioom Instituut, waar Teusink wetenschappelijk directeur van is, moet daar verandering in brengen. ‘Micro-organismen zijn onmisbaar voor duurzame landbouw en de circulaire economie.’
Microbiomen als oplossing van het stikstofprobleem
Het Holomicrobioom Instituut is geen kennisinstituut, maar een innovatie-instituut, zegt Teusink. Want hoewel er ook nog flink wat gaten in de kennis zitten – die onderzoekers van Nederlandse universiteiten en hogescholen nu samen willen opvullen – is de vraag vooral hoe we microbiomen kunnen inzetten om de wereld en de mens gezonder te maken.
Bas Teusink (links) met algemeen directeur Jan Sikkema en valorisatiedirecteur Linda van de Burgwal. | Credits: Holomicrobioom Instituut
Microbiomen zijn gemeenschappen van micro-organismen, zoals schimmels, bacteriën en gisten. Die zijn onmisbaar voor bodem, water, plant, dier en mens. Neem landbouwgrond, legt Teusink uit. Gewassen gaan een soort samenwerking aan met schimmels in de bodem. De plant geeft de schimmels voeding in de vorm van suikers; de schimmels halen in ruil daarvoor stikstof en fosfaat uit de bodem en geven die aan de plant.
Dat evenwicht hebben we verstoord door die stikstof en fosfaat aan de gewassen te geven in de vorm van kunstmest. Gewassen kunnen de suikers zo gebruiken om te groeien in plaats van aan de schimmels te geven. Klinkt efficiënt. Maar, benadrukt Teusink: ‘Daarmee put je de bodem uit. Dan worden gewassen vatbaarder voor schimmels en andere ziekteverwekkers, en daar heb je dan weer pesticiden voor nodig. Zo ontstaat een negatieve cyclus.’
Die negatieve cyclus kan een positieve worden als boeren meer samenwerken met de microbiomen in hun bodem. Teusink: ‘Dat kan helpen om veel grote problemen die we nu hebben op te lossen, zoals het stikstofprobleem, de afname van biodiversiteit en de slechte waterkwaliteit.’ Niet kunstmest, maar micro-organismen maken planten dan weerbaarder en voedzamer. Jaren geleden al ontdekten Utrechtse wetenschappers dat bodemmicroben de potentie hebben om planten immuun te maken voor ziekten.
Talloze duurzame toepassingen
Boeren moeten dan wel weten hoe hun bodem eruitziet. Meer kennis van microbiomen kan daarbij helpen, zegt Teusink. ‘Zodat we de bodem als het ware kunnen diagnosticeren. Op basis daarvan kun je kijken of er genoeg voedingsstoffen zijn voor planten hoe dat eventueel beter kan. Bijvoorbeeld door volgend jaar af te wisselen met een ander gewas.’
Je kunt dus naar microbiomen kijken om de gezondheid van bodem of water (of bijvoorbeeld de dikke darm bij mensen en dieren) te bepalen. Maar je kunt microbiomen ook actiever inzetten, zegt Teusink. Bijvoorbeeld in de vorm van probiotica: supplementen van levende bacteriën die een positief effect op de gezondheid van mens en dier.
De toepassingen zijn eindeloos. Je kunt micro-organismen bijvoorbeeld inzetten om nuttige voedingsstoffen uit afvalwater te zuiveren. Er wordt gekeken naar mogelijkheden om zaden te coaten met bepaalde micro-organismen zodat die beter ontkiemen en weerbaarder zijn. En we zouden dierlijke mest kunnen behandelen met micro-organismen zodat er minder stikstof vrijkomt. ‘Misschien kunnen we mest zelfs wel fermenteren met bepaalde starters van microben.’
Het Holomicrobioom Instituut verbindt dan ook niet alleen universiteiten en andere kennisinstellingen; ook het landbouwministerie en bedrijven als FrieslandCampina, Arla en Winclove Probiotics zijn aangesloten. Zij hebben baat bij versnelde innovaties om hun eigen voetafdruk te verkleinen, hun toeleveringsketen veilig te stellen of voor nieuwe verdienmodellen.
Credits: Holomicrobioom Instituut
Complexe samenwerking
Het instituut is gefinancierd met een bijdrage van 200 miljoen euro uit het Nationaal Groeifonds. Dat geld wordt deels gebruikt om onderzoeksprojecten te financieren. Hoewel er al veel data beschikbaar is, is er nog veel meer nodig, zegt Teusink. Microbiomen kunnen behoorlijk complex zijn. ‘Je kunt niet gewoon één organisme aan de bodem toevoegen en een wonder verwachten. Vaak gaat het om veel verschillende kleine beestjes die op een bepaalde manier op elkaar reageren.’
Ook de omgevingsfactoren zijn van grote invloed op het functioneren van zulke microbiomen. Teusink: ‘Soms werkt iets wel als het regent, maar niet als de zon schijnt.’
Perceptie veranderen
Naast het onderzoek en de technologische ontwikkeling is er ook budget om met ministeries, bedrijven en andere stakeholders om tafel te gaan voor echte systeemverandering. Om die redenen zijn er niet alleen bodemonderzoekers en gezondheidswetenschappers, maar ook sociale wetenschappers bij het hele project betrokken.
De uitdaging zit immers niet alleen in het onderzoek naar de micro-organismen zelf, maar ook in het veranderen van hoe de maatschappij daarnaar kijkt, zegt Teusink. ‘Bij virussen denken mensen altijd aan slecht nieuws, nu bijvoorbeeld aan ebola en het hantavirus. Maar als wij het over virussen hebben, bedoelen we virussen voor bacteriën. Voor mensen zijn die ongevaarlijk.’
Credits: Holomicrobioom Instituut
Die perceptie beïnvloedt uiteindelijk ook de wet- en regelgeving. Die is in Nederland niet gericht op microbiële toepassingen. Teusink: ‘Vaak worden die als gevaarlijk gezien, of vallen ze officieel onder de medicijnen, terwijl ze dat niet zijn.’
Ook bedrijven die gebruikmaken van micro-organismen voor nieuwe voedseltoepassingen lopen tegen obstakels aan. Onder meer de eiwitten van The Protein Brewery en de caseïne van Those Vegan Cowboys vallen onder de novel foods. Ze moeten door een jarenlang durend goedkeuringsproces voor ze op de Europese markt mogen worden verkocht.
Grote potentie
Het instituut heeft Teusink aangesteld als verbindende factor tussen ‘de mensen die meten, de mensen die écht willen begrijpen en de mensen die impact willen maken’. Maar de systeembioloog blijft ook zelf gefascineerd door de complexiteit én de potentie van microbiomen. ‘Hoe meer onderzoek ik naar ze doe, hoe meer ontzag ik voor ze krijg.’
Meer lezen over het voedselsysteem van de toekomst? In de nieuwsbrief Kweekvlees & Kool schrijft Change Inc.-redacteur Maaike Kooijman over nieuwe ontwikkelingen en interessante updates. Schrijf je hier in.
Lees ook:
- ‘De voedseltransitie gaat niet over bedrijven, maar over mensen’, zegt ceo Marjolein Brasz van Foodvalley
- Rabobank-directeur wil duurzamer boeren belonen: ‘Zolang economie en wetgeving botsen, is het vechten tegen de bierkaai’
- Nieuw zuivel-initiatief spreekt zowel PRO als BBB aan: ‘We zijn er voor boer én natuur’
