Met hout uit het lab hoeft er geen boom meer gekapt te worden

‘Ik wist helemaal niets over hout voor dit avontuur”, bekent start-upoprichter Tom Clement. „Als ik nu met mijn vriendin ga wandelen in het bos, betrapt ze me erop dat ik soms even stil sta en aandachtig naar een boom kijk. ‘Is het weer zo ver’, vraagt ze dan?” Een paar jaar terug werkte Clement nog als softwareondernemer, maar na een master bio-informatica gooide hij het roer om. „De biotechnologie is op een punt gekomen dat het ontwerpende wetenschap is in plaats van vooral beschrijvende, zoals de biologie. Dat ontwerpen is waarom ik aanvankelijk verliefd werd op software schrijven. Met biotechnologie komt daar ook nog iets uit wat je kunt vasthouden.”

Clement (31) kweekt hout in zijn laboratorium, uit echte plantencellen, zonder bomen. Het idee ontstond tijdens zijn studie. Met zijn medestudenten verbaasde hij zich erover dat we nog steeds vierkante balken en planken zagen uit ronde boomstammen. Kon dat niet slimmer? „Eerst dachten we aan een vierkant harnas om een boom in te laten groeien, maar dat zou je elk jaar moeten vervangen door een groter exemplaar. Je bent zestig jaar bezig voor je een volgroeide boom hebt.” Langzaam ontstond bij Clement een ander idee: niet een hele boom laten groeien, maar alleen het hout.

Dat is probeert hij nu sinds twee jaar met zijn bedrijf New Dawn Bio. Met plantcelbioloog Ruben van Spoordonk (34), die er een jaar geleden bij kwam, onderzoekt hij hoe je uit losse cellen planken kunt maken. Dit doen ze vanuit een piepklein kantoortje in het midden van een verdieping, op een bedrijventerrein in Wageningen, met een laboratorium dat ze delen met andere jonge biotechnologiebedrijven. Financiële steun krijgen ze via een fonds van de provincie Gelderland, vorig jaar ontvingen ze een ton, en van enkele investeerders.

Vaten of vezels kiezen

Trots laat Clement het eerste gekweekte stukje hout zien. „Wat je nu vast hebt is het allereerste labgekweekte hout in de wereld.” Een echte plank is het nog niet te noemen. Geklemd tussen twee plakjes glas zit het stukje hout, ter grootte van één achtste postzegel, zoals Clement de afmeting zelf omschrijft.

Eerst even terug naar wat hout eigenlijk is. Hout bestaat uit houtvaten (de holle rietjes die het water uit de wortels naar boven brengen) en houtvezels (die vooral stevigheid geven). Allebei zijn het dode cellen, de levende cel maakt eerst de stevige buitenkant, waarna de binnenkant sterft. Samen geven ze ook het patroon van jaarringen. In het voorjaar maken bomen relatief grote houtvaten, in de zomer juist kleinere vaten. „Dat kunnen we namaken in het lab. Onze vraag is wel: moeten we dat willen? We kunnen kiezen of we vooral grote houtvaten maken voor lichter hout of vooral vezels, voor steviger hout.” Zo hoopt hij hout opnieuw te ontwerpen. Sneller ook, verwacht hij. Je kunt het hele jaar rond doorkweken.

Plastic emmer

Clement keek het trucje af van de farmaceutische sector. Plantencelkweek bestaat daar al sinds de jaren vijftig, om medicinale stoffen door die plantcellen te laten maken en eruit te isoleren. Niet met de volledige plant, maar uit losse cellen in een vloeistof. Het begin van houtproductie in het laboratorium is niet anders. In een klimaatkast, een soort koelkast die verwarmt en waarbij het licht overdag steeds aan is, liggen stukjes blad in doorzichtige, ronde bakjes op een gelatine-achtig laagje. Aan de rand groeien klompen nieuwe cellen. „Dat zijn de stamcellen van de planten die vrij eenvoudig tot specifieke cellen kunnen uitgroeien”, zegt Clement. Met suikerwater, de juiste verhouding van plantenhormonen, signaalstoffen en vitamines kunnen de onderzoekers het proces aansturen.

Van de klompjes cellen maken de onderzoekers weer losse cellen. Als een zandkoekje vallen ze kruimelig uiteen. In een schudmachine in het lab dwarrelen de losse cellen in erlenmeyers met suikerwater, met ruimte om weer nieuwe cellen te maken. Hoe donkerder de substantie, hoe meer cellen erin zitten.

In het laboratorium van New Dawn Bio.

Olivier Middendorp

Na die eerste fase is er een groot verschil tussen het bekende proces van de farmaceutische industrie en de methode van New Dawn Bio, in het voordeel van die laatste. Farmaceuten halen maar een heel klein beetje materiaal uit een cel, ongeveer 0,01 procent van het gewicht. De cellen moet je optimaal ‘vertroetelen’ om zoveel mogelijk energie naar het maken van de medicinale stoffen te laten gaan en dat moet vervolgens zorgvuldig worden opgezuiverd. Clement: „Ons proces is veel minder gevoelig. De cellen groeien spreekwoordelijk ook gelukkig in een plastic emmer met suikerwater. Wij willen gewoon dikke, stevige cellen die aan elkaar plakken en het zit in hun dna ingebakken dat ze na de groei vanzelf sterven. Je hoeft niets op te zuiveren.”

Wereldwijd zijn er een paar andere laboratoria die ook houtkweek uit losse plantcellen ontwikkelen. Maar er is een belangrijk verschil, de andere laboratoria maken losse vezels en plakken die in de juiste vorm aan elkaar met een 3D-printer. New Dawn Bio ontwikkelde een andere methode, waarbij de cellen zelf zorgen dat ze aan elkaar plakken. Hoe dat werkt? Clement glimlacht. „Er loopt een patentaanvraag voor onze methode. Onze techniek hou ik voorlopig geheim.”

Hoogleraar plantengenetica Remko Offringa van de Universiteit Leiden kent de start-up, maar is er niet aan verbonden. Hij onderzocht en vond de genen die een cel aanzetten om een houtcel te worden. „Daardoor is het inderdaad mogelijk om losse cellen aan te zetten tot houtvorming. Het is heel knap dat ze nu een stukje hout gekweekt hebben in een schaaltje. Of het ook de kwaliteit van echt goed hout zal hebben, kan ik nu niet zeggen. Er zitten nog veel stappen tussen.”

Het is voor ons slim om in het duurdere segment te beginnen

Het droomdoel van New Dawn Bio is al het gezaagde hout in de wereld via gekweekt hout leveren, zodat bossen ongestoord CO₂ uit de lucht kunnen blijven vastleggen. „Nu eindigt maar 5 procent van het gekapte hout in een verzaagd product. De rest gaat verloren aan afgezaagde takken, hout voor papier, als biobrandstof, zaagverlies. Houtverwerkers gaan wel inventief om met de resten, maar die belanden al snel weer in de verbrandingsoven.” Daarnaast worden bomen die je niet kapt veel ouder. „En juist relatief oude bomen nemen veel CO₂ op.”

Om te onderzoeken hoe duurzaam zijn hout kan worden, dook Clement ook de suikerproductie in. Labhout groeit zonder bladeren, waardoor de cellen niet hun eigen voedsel kunnen maken. Dat gebeurt normaal gesproken in de bladgroenkorrels van de bladeren. Uit CO₂ en water ontstaat met zonlicht suiker en zuurstof. De losse cellen krijgen nu suiker via het water waarin ze drijven. Minder hout uit het bos betekent dat er meer suiker nodig is. Om al het gezaagde hardhout dat de wereld gebruikt te kweken, is ongeveer 400 megaton suiker nodig, berekende Clement. „Dan zouden we ongeveer drie keer zoveel suiker moeten produceren. Dat klinkt veel. Aan de andere kant, nu is het areaal van suiker op alle landbouwgrond nog geen half procent.”

Zeldzame tropische soorten

Hoewel het eerste stukje hout nog heel klein is, denkt Clement al in grote projecten. Goed, de eerstvolgende stap is nog een onderzetter, hij heeft ondertussen al bedacht waar zijn eerste markt zit. „Het is voor ons slim om in het duurdere segment te beginnen, denk bijvoorbeeld aan zeldzame tropische houtsoorten. Daar doen we nu proeven mee.” Een spannend idee is het namaken van Fichtenholz voor violen. „Dat is vurenhout dat hoog in de Alpen heel langzaam en constant groeit. Het geeft een prachtige klank. Er bestaat een wachtlijst van tien jaar om aan dat hout te komen.” Ook heel praktische projecten staan op de wensenlijst, zoals houten tafels met ronde hoeken en gaten voor tafelpoten er al in. Kweekhout kun je direct in de juiste vorm laten groeien.

Het lijkt een grote stap, van kleine fragment hout naar hele tafels. Maar, zegt Clement, opschalen is op celniveau niet zo moeilijk. „Of we nu een onderzetter maken of een vleugel voor een Boeing, het is hetzelfde trucje. Natuurlijk moeten we dan wel een fabriek bouwen waarin dat kan. „De uitdaging is vooral om hout te maken dat mooi en indrukwekkend is.” Maar makkelijk is het natuurlijk niet. „Anders was het al wel gedaan.”

Delen





Mail de redactie