Robots in het lab

In het laboratorium van het DSM Biotechnology Center (DBC) werken twee hypermoderne robotsystemen zich figuurlijk in het zweet. “Dankzij deze systemen kunnen we heel snel, heel complex onderzoek doen”, zegt Center Head Genetica Marieke Overeijnder.  

De onderzoekers van het DBC doen onderzoek naar nieuwe micro-organismen waarmee je ingrediënten voor levensmiddelen of biobrandstoffen kunt maken. Sinds enige tijd kunnen ze daarbij een beroep doen op twee geavanceerde robotsystemen. “De robots maken het mogelijk om in korte tijd van zeer grote aantallen monsters uit te zoeken welke de beste is”, zegt Marieke Overeijnder. “Dat doen ze heel nauwkeurig; ze kunnen onvermoeibaar en foutloos dezelfde handeling herhalen. En ze kunnen opeenvolgende stappen in het onderzoeksproces zelfstandig uitvoeren.” Dat werkt natuurlijk alleen als de robots goed geprogrammeerd zijn. Overeijnder: “Anders krijg je heel veel uitslagen waar je helemaal niets aan hebt. We besteden dus veel tijd aan het goed opzetten van het onderzoek en het juist programmeren van de robots. En als de uitslagen binnenrollen, hebben onze data wetenschappers de handen vol aan het analyseren daarvan.”

Voorop lopen in biotechnologie

Lisa Norte is er als Group Lead Genetica verantwoordelijk voor dat de juiste mensen beschikbaar zijn voor de onderzoeksprojecten. “Ons team bestaat uit moleculair biologen met expertise op het gebied van robotica en robotprogrammering. Die combinatie van kennis is uniek. In andere bedrijven hebben robotica-experts mensen nodig om de biologische vraag te vertalen. Hier kunnen we die stap overslaan. Daarnaast is het bijzonder dat we bij DSM de uitkomsten van het onderzoek direct kunnen toepassen voor productontwikkeling in eigen huis: wat bij ons begint, eindigt bij wijze van spreken op het bord van de consument.”

DSM loopt voorop met deze toepassing van robottechnologie. “Dat moet ook”, zegt Norte. “Als wij onze leidende positie in biotechnologie willen vasthouden, moeten we automatiseren en digitaliseren. Onze aandacht mag niet verslappen: de technologie blijft zich ontwikkelen en wij gaan daarin mee.” Het werken met robots is bepaald niet saai. “Dat denken mensen wel eens, maar het is precies andersom. Robots doen het saaie werk. Het opzetten van onderzoek en het aansturen van de robots is juist heel creatief. Voor onze teams is geen dag hetzelfde.”

Prima taakverdeling

Daar is Iris Vredenborg het van harte mee eens. Als Senior Technician Genetica is zij betrokken bij het voorbereiden en uitvoeren van de experimenten en het beoordelen van de resultaten. “Het is echt heel leuk werk”, zegt ze. “Het voorbereiden van een experiment is elke keer weer een grote uitdaging, maar als het eenmaal loopt heb je enorm veel voordeel van de robots. Je kunt dingen onderzoeken waar je vroeger niet eens aan durfde denken, omdat de techniek nog niet bestond of omdat het teveel werk zou zijn. Of juist volumes die te klein zijn om handmatig te onderzoeken.” Dat wil niet zeggen dat robots álles kunnen. “Niet alle experimenten slagen in één keer, je kunt niet alles vragen van een robot. Met name wanneer je een nieuwe methode toepast gaat er wel eens iets mis – juist daarvan leer ik!” Bezorgd dat de robot haar werk overneemt is ze niet. “De robot doet het repeterende werk, waardoor ik me kan richten op dingen die creativiteit vergen. Een prima taakverdeling wat mij betreft!”

Een praktijkvoorbeeld

We werken op de Biotech Campus Delft aan een oplossing om een duurzaam alternatief op de markt te brengen voor de zoetstof stevia. Stevia is afkomstig uit planten, en bevat in tegenstelling tot suiker geen calorieën en is daarom beter voor je gezondheid en je gebit. De zoetheid komt van zogenaamde “steviolglycosiden”, waarvan er in de blaadjes van het stevia plantje wel 70 verschillende soorten voorkomen. Elk met net weer een andere zoetheid, en sommige ook met een bittere nasmaak. De steviolglycosiden met de beste smaak komen helaas maar in minder dan 1% van het drooggewicht van de plant voor. Vanwege de groeiende vraag naar stevia levert dit problemen op, omdat er veel planten gekweekt moeten worden, en veel nabewerking nodig is. Typisch een geval waar de moderne biotechnologie een oplossing voor heeft. De Genetica groep van DBC heeft met behulp van de robots in korte tijd de juiste genen uit de stevia plant kunnen isoleren, en kunnen integreren in het dna van een gistcel. Het eindresultaat? Een gistcel die heel efficiënt en heel zuiver juist die steviolglycosiden produceert die het beste zoetheid geven. Een grote schaal oplossing die vele voordelen biedt op niveau van landgebruik, biodiversiteit, gebruik van chemicaliën, en afval.