Forskerne ved Stockholms universitet laget nylig dette bildet av ATP-motoren. Dette er en molekylær maskin for energiomsetning i celler, som katalyserer den kjemisk energien og slik lader «batteriene». Motoren er satt sammen av 29 separate proteindeler.
(Figur: A. Mühlpeip)
På tide å tenke nytt i norsk akademia?
Naturen har allerede fiks ferdig CO2-fangst, vannrensing og interkontinental navigasjon
KRONIKK: Naturens dypeste mysterier og hemmeligheter har enormt potensial for næringsmessig nyskaping og for store vitenskapelige gjennombrudd. Her må Norge henge seg på, om vi ønsker å henge med i verdensledende forskning.
Evolusjon og natur er noe som utvilsomt fascinerer de aller fleste. Etablert innsikt har hatt stor påvirkning på vårt moderne samfunn og hvordan vi ser på oss selv. Ukjent for de fleste, er at det vi nå finner i biologien vil kunne ha potensial til å revolusjonere mange av framtidens banebrytende teknologier.
Månelandinger under mikroskopet
Tiden for overraskende oppdagelser i naturen er ennå ikke forbi. Biovitenskapene har de siste tiårene faktisk vært på en epokegjørende oppdagelsesreise i den mikroskopiske verden, i det som skjer på det minste detaljnivå i cellenes molekyler. Ved å forstørre noen millioner ganger, har vi oppdaget helt nye vidunderteknologier som kun lar seg avdekke med de beste røntgenmikroskoper.
På nanonivå oppdages en hel verden av grensesprengende «nanoteknologi». Det er her naturens edleste skatter er gjemt. Vi finner bærekraftige og tekniske løsninger for det mest utenkelige. De er massivt utprøvde og vanntette. Vår planets mest energieffektive «motorer» har slett ikke har behov for noen kjølevifte.
Industrien tenker nytt
Sannheten er at den levende naturen har fiks ferdig implementert CO2-fangst, vannrensing, propeller, kløtsjer, flyvningskunst og interkontinental navigasjon. Energieffektive kraftverk og transportbånd holder cellene våre i gang. De kopierer seg selv og korrekturleser kopiene. Vi finner ultrakompakte minnebrikker for lagring og gjenfinning av informasjon, samt borrelåser og droner som alle originalt kom fra naturen.
Biologien spiller på alle disse tusenvis av samstemte funksjonene. Mange av våre egne patentregistre viser seg å inneholde rene kopier av de innovasjonene vi finner i naturen. Derfor begynner industrien å skite fokus. Ved UiT har vi lenge studert enzymet Uracil-DNA glycosylase, som reparerer DNA ved å skanne og korrekturlese genetiske informasjon. Enzymet er nå kommersielt tilgjengelig fra ArcticZymes. Nylig startet Airbus et prosjekt hvor de forsøker å lære av naturen for å spare drivstoff og uglevinger inspirerer nå ny vannkraftinnovasjon i Norge (NTNU).
Teknologi møter naturvitenskap
Flere sikter nå til at mysteriet rundt livets opprinnelse, naturens finstilte evolusjonære prosesser og vårt eget arbeid med den kunstige intelligens, egentlig handler om det samme omfattende problemet. Et av de essensielle spørsmålene er: Hvor fikk den første celle sin plan?
Datamaskinprogrammer skriver ikke seg selv. DOS utviklet seg ikke til Windows av seg selv. Paradokset er at celler kan gjøre ingeniørkunst på sin kode i nåtid. Hvordan kan en kode bli til uten at den behøver å være designet?
En teskje med bakterier
Se for deg følgende tankeeksperiment: Er det virkelig slik at en teskje med bakterier kan gjøre mer programmering på 7 minutter enn en gruppe google-ingeniører kan gjøre på syv måneder? Er det noe fundamentalt vi fortsatt ikke forstår? Her kommer nok et eksempel:
Robotene Alexa og Siri, hører alle ord du sier men vet ikke på langt nær hva du mener. En hund forstår ikke et eneste ord du sier, men vet hva du mener. Disse eksemplene viser at det er en fundamental forskjell mellom biologi og menneskebasert teknologi.
Naturlige koder
Informasjon er nå det sentrale spørsmålet i biologien. Vi kjenner til en million koder og 999.999 er designet av mennesker. Den ene som står igjen er DNA-molekylet. Vi mangler fortsatt forståelse av hvordan molekylet i det hele tatt kan eksistere i cellen.
Cellen kan lagre informasjon 24 000 ganger tettere enn våre egne energislukende datasentre. Se for deg en bok som også inneholder nyttig informasjon om du leser den baklengs. Det er fortsatt mulig å utnytte alle bokstavene bedre. Her har naturen svaret.
Fristende teknopris
En global pris på 10 millioner dollar er utlyst (doblet på ett år!) som tar sikte på å løse det forespeilede problemet rundt cellens eksistens. Dommerne er blant andre en Oxford-professor, mannen som står bak systembiologien, samt «gudfaren» til den moderne genetikken fra Harvard/MIT.
Hvis du kan produsere et selv-organiserende digitalt kommunikasjonssystem, vinner du prisen. Hvis din prosess er mulig å sette patent på, vil du få støtte til finansieringen.
En av entreprenørene bak prisen har sagt at om Microsoft hadde visst om alt det en celle er i stand til å gjøre i nåtid, hadde teknologi-giganten økt sin markedsverdi med 10 til 100 ganger. Naturens innovasjonsevner er verdt å studere nærmere. Vi kan gå til naturen for å bli vis.
Nytt fokus i norsk akademia?
Paradokset er at en rekke av de største industrielle gjennombrudd vi er i påvente av, allerede finnes løst i naturen. Dette er kunnskap vi ikke har råd til å skjule for norske elever og for framtidens forskere. Neste generasjon skal hente gullet ut av naturens innovative løsninger for å løse de største problemstillingene verden nå står ovenfor.
Derfor ser vi flere og flere teknologimiljøer, og samtidig noe av den norske akademia, bevege seg i retning av naturens innovasjonskunst. I USA har man startet egne forskningssentre for biomimikk. Her må Norge henge seg på, om man ønsker å henge med i verdensledende forskning.
