Forskerne ser nå for seg en fremtidens smarttobakk.

Mulighetene som ligger i genmanipulerte tobakksplanter, kan nemlig sammenlignes med utviklingen av mobiltelefonen. Dagens smarttelefoner er jo så mye, mye mer enn bare en vanlig telefon. 

– Fremdeles er en telefon kjernen i en smarttelefon. På samme måte er det med tobakksplanter. Kjernen er den samme. En tobakksplante er fremdeles en tobakksplante, der vi kan legge inn ulike snutter av DNA, som kan styre produksjonen av de stoffene vi er ute etter, forteller Jihong Liu Clarke, seniorforsker og forskningsteamleder ved Norsk institutt for bioøkonomi (NIBIO).

Tobakksplanter kan dermed fungere som en slags grønne fabrikker, der det foregår produksjon av billige vaksiner til mennesker og dyr, miljøvennlig drivstoff og spesialprodukter til industrien, ifølge forskeren.

Billigere vaksiner for primærnæringene

Liu Clarke har i flere år brukt tobakksplanten i forskningen sin. Hun ser store muligheter for at tobakksplanten kan bidra til verdiskaping i årene fremover. Nå på en mer positiv måte enn tidligere.

Planteforskerne setter inn en type DNA i plantene. DNA-molekyler, for eksempel fra bakerier eller sopp, programmerer tobakksplanten til å produsere de stoffene forskerne ønsker. Når tobakksplantene har vokst seg store, høstes bladene, og de aktuelle stoffene renses ut.

– I prinsippet kan denne metoden brukes til å lage vaksiner, for eksempel mot denguefeber og hepatitt B og C virus. Både oppdrettsnæringen og skognæringen har behov for spesialprodukter som kan produseres i tobakk på en rimelig billig måte. Det kan for eksempel være egne fiskevaksiner eller enzymer som kan bryte ned tømmer til produksjon av bioetanol, forteller Liu Clarke.

– Teknologien er den samme og kan benyttes til å produsere mange ulike produkter. Det er det som er så smart og bærekraftig, legger hun til.

Enzymer til produksjon av biodrivstoff

Overgangen fra oljeøkonomi til bioøkonomi krever at energi fra fornybare kilder, slik som skog, kan erstatte oljebaserte produkter.

Utfordringen er å omdanne trærnes harde og motstandsdyktige ved til flytende brensel. Til denne jobben trengs det spesialarbeidere med spesialredskaper. En mulig kandidat er råtesopp. Råtesoppen inneholder nemlig spesielle enzymer som kan bryte ned cellulosen og ligninet i veden. Disse enzymene er nå svært aktuelle i forskningen.

– Vi kjenner til hvilke genetiske koder som produserer disse enzymene i råtesopp, og vi kan sette dem inn i tobakksplanter. Et av målene er å få tobakksplanten til å produsere disse enzymene i store mengder, og at enzymene igjen kan benyttes i industriell produksjon av drivstoff fra trær, sier Liu Clarke.

Enzymer på billigsalg

Industrien betaler svært godt for slike spesialenzymer. I Norge har Borregaard i Sarpsborg har forsket på og utviklet dette i mange år. 

Nå er de en samarbeidspartner i Liu Clarkes prosjekt. 

Planen er å utvikle enzymer i tobakksplanter og teste disse i Norge. Deretter vil det gjennomføres et pilotprosjekt med storskalaproduksjon hos Det kinesiske landbruksakademiet (CAAS). 

– Enzymer er den mest kostbare delen av produksjonen, bortsett fra selve råvarene. Hvis forskerteamet lykkes så kan dette være starten på en billigere måte å produsere enzymer på. Det kan gjøre oss mer konkurransedyktige i forhold til oljebaserte produkter, forklarer teknologidirektør i Borregaard, Guldbrand Rødsrud.

Fra julestjerner til tobakksplanter

For Jihong Liu Clarke har veien til tobakksplanten gått via forskning på julestjerner.

Et av målene med julestjerneforskningen var å få julestjerneplanten, som i naturlig tilstand er et tre eller en stor busk, til å bli kortvokst. Det er nemlig slik forbrukerne ønsker at julestjerne skal være.

Ved hjelp av bioteknologi klarte Liu Clarkes forskerteam å utvikle små julestjerner som ikke trenger sprøyting for å bli kortvokste. Det var dette som inspirerte til videre tobakksforskning.

– Vi så at teknologien kunne benyttes til så mye mer enn bare å regulere høyden på julestjerner. Så vi tenkte: Hva med å bruke denne kunnskapen til å utvikle andre produkter, slik som vaksiner og antistoffer, spesialenzymer eller kanskje til og med helsekostprodukter, forteller Liu Clarke.

For å kunne utvikle teknologien videre trengte hun en plante som produserer mye biomasse, det vil si mange, store grønne blader. Og da pekte tobakksplanten seg raskt ut som en av de beste kandidatene.  

- Ja, tobakksplanten er for det første lett å arbeide med og forske på. Den var tidligere planteforskernes prøvekanin, og det er mye tilgjengelig informasjon om tobakksplanten fra flere tiår med internasjonal forskning. En annen fordel med tobakksplanten er at vi kan høste fra den 3-4 ganger i året, istedenfor bare en gang. Hvis du tenker på at det skal være billig og lønnsomt så bidrar det selvsagt til å senke kostnadene, forklarer Liu Clarke.

Tobakk – ny næring for norske bønder?

Det er i dag mulig å dyrke genmodifiserte planter i Norge, men det er nødvendig å søke Helsedirektoratet om tillatelse og det skal foregå i lukkede anlegg. Genmodifiserte julestjerner har for eksempel vært dyrket ved Senter for klimaregulert planteforskning på Ås.

Liu Clarke ser imidlertid også muligheter for at norske bønder i fremtiden kan drive kommersiell dyrking av tobakksplanter.

– Dersom man kan bygge enkle veksthus til dyrking av tobakksplanter til produksjon av enzymer, og senere kanskje til fiskevaksine, så er det kjempemuligheter for bønder som vil bo i regionale strøk i Norge, forklarer hun.

Hva så med risikoen for spredning av genmodifiserte planter i norsk natur?

– Det er nesten ingen risiko for pollenspredning, for vi høster alle bladene før tobakksplantene setter frø. I tillegg er tobakksplanten selvpollinerende, og den kan ikke overvintre i Norge.

Selv om det i prinsippet er mulig, er ikke tiden moden for tobakksdyrking i Norge helt ennå. Liu Clarke understreker at det fortsatt er mange ubesvarte spørsmål.

– Det er mye forskning som står foran oss. Jo bedre vi blir kjent med plantene, desto bedre kan vi utnytte plantene til å produsere de stoffene vi ønsker.