Norsk veikart for forskningsinfrastruktur 2023

Publisert 22. jun. 2023

Livsvitenskap og helse

Bioressurser

Kjerneområdene i bioressurser er produksjon og foredling av bioressurser fra land, hav og råstoff fra skog. Dette omfatter forskning som skal legge til rette for best mulig utvikling av biobaserte produkter. Bærekraftig matproduksjon er sentralt, men det inkluderer også alle biobaserte produkter som for eksempel dyre- og fiskefôr, biokjemikalier og biomaterialer som kan erstatte oljebaserte materialer og/eller fylle andre behov samt nye biobaserte produkter.

Målet er at alle biobaserte råvarer utnyttes fullt ut på en bærekraftig måte gjennom hele kretsløpet. I tillegg ligger det store muligheter i nye, verdiskapende utnyttelsesformer og i koplinger mellom bioressurs-kretsløpene, innenfor og mellom sektorene. Bioteknologi, nanoteknologi og andre muliggjørende teknologier preger og driver utviklingen av forskningsfeltet. Tverrfaglighet og økt bruk av beregningsorienterte metoder og bioinformatikk vil gjøre anvendelsen av disse teknologiene mer relevant og slagkraftig.

Bærekraftig bruk av bioressurser krever kunnskap og infrastruktur for forskning på organismer, populasjoner, genetisk variasjon, biodiversitet og økologi. Dette underområde bør ses i sammenheng med 'Geovitenskap, hav, klima og miljø' med tanke på naturmangfold og økosystemer.

Forskningsrådets prioriteringer innenfor bioressurser er forankret i Langtidsplanen som vektlegger betydningen av sirkulære løsninger og trygg bruk av bioressurser på tvers av næringer, sektorer og fagområder. Viktig grunnlag for prioriteringer er også den nasjonale strategien for bioøkonomi[26], samt Bioøkonomi – felles handlingsplan for forskning og innovasjon[27]. Norge har sterke næringer basert på naturressurser og relativt betydelige uutnyttede bioressurser. For å utvikle denne industrien i Norge vil det være viktig å satse på nye innovative og sirkulære løsninger for en mer avansert prosessering for å utnytte ressursene mer effektivt.

I fremtiden blir det viktig å utnytte andre ressurser enn de som utnyttes i dag - nye råvarer, fôringredienser, og dette gjelder både "blå" og "grønne" bioressurser. Samtidig skal det legges til rette for bio-klynger[28] og industrielle symbioser (bedrifter/virksomheter innenfor et geografisk avgrenset område som samarbeider om bruk av ressurser). Regjeringen har lansert et nasjonalt samfunnsoppdrag med mål om at alt fôr til oppdrettsfisk og husdyr skal komme fra bærekraftige kilder og bidra til å redusere klimagassutslippene i matsystemene.

Mat og næringsmiddelproduksjon

Matproduksjon og matsikkerhet er tett koblet til viktige samfunnsutfordringene som f.eks. pandemier, krig, helse, klima og miljø, samfunnssikkerhet, sosial ulikhet og regional utvikling. Både i Norge og Europa er det fokus på sikker og bærekraftig matproduksjon[29],[30] og behovet for ny kunnskap og teknologi for videreutviklingen av fremtidsrettet klima- og miljøvennlig produksjon av mat – både fra land og hav.

Det er også behov for økt kunnskap om opphopningen av miljøgifter og andre fremmedstoffer i organismer og næringskjeder, eksponeringen for disse, og hvilke skadelige virkninger de kan ha på helse og miljø.

I mat- og næringsmiddelindustrien er det viktig å skaffe kunnskap som bidrar til nye og innovative prosesser og produkter som tilfredsstiller krav til bærekraft, sirkulær økonomi og folkehelse. Det er viktig med kvalitet i forskningen gjennom hele verdikjeden - fra råvareproduksjon til konsum.

Bioteknologi og prosessteknologi for bærekraftig matproduksjon skal bidra til nye måter å produsere mat på og muliggjøre bedre utnyttelse av restråstoff. Digitale plattformteknologier (f.eks. 5G, robotisering, maskinlæring og kunstig intelligens) har potensial for å forbedre bærekraftig matproduksjon - avling og produksjon. Utvikling og implementering av ny teknologi, sammen felles standarder for bruk av data, kan føre til bedre integrert produksjon i matindustrien.

Fiskeri og havbruk/marine næringer

Det er store forventninger til utviklingen av marin verdiskaping (fiskerier, havbruk og nye marine industrier) i Norge. Globalt ser vi et økende behov for mat og nye fôrkilder, og mulighetene i havet er mange. Marine naturressurser som i dag ikke utnyttes kan bli kilde til nye næringer hvis vi bygger mer kunnskap og kompetanse med moderne teknologi. Økt aktivitet til havs vil også kreve nye overvåknings og beredskapssystemer. Bedre utnyttelse av havdata er viktig både i forvaltning av marineressurser og i utvikling av havnæringer.

Regjeringen har som mål at Norge skal være verdens fremste sjømatnasjon[31]. Det må forskes på bestander og ressurser i havet, for å gi ny kunnskap (og nye driftsformer) for å sikre bærekraftige fiskerier og fiskevelferd. Økt prosessering av fisk innenlands vil både gi muligheter til å utnytte verdifullt restråstoff bedre og føre til mindre eksport (inkludert is) og dermed gi en miljø- og klimagevinst.

Det er viktig å satse på forskning om sameksistens mellom havnæringer og god forvaltning av økosystemer og ressurser i hav- og kystområdene. Dette er også prioritert på europeisk nivå gjennom EU Mission: Restore our Ocean and Waters[32], og er omtalt som viktig i The EU Blue Economy report 2022[33].

Noen av utfordringene med å utvikle bærekraftige havnæringer i Norge er ivaretagelse av eksisterende næringer (e.g. fiskerier, havbruk, transport, turisme og petroleum) samtidig som det etableres nye næringer (e.g. havvind, havbruk til havs, CO2-lagring, mineralutvinning, høsting i nye områder og dyrking av nye arter). Dette krever utvikling av tverrfaglig tilnærming med bidrag fra flere områder inkl. energi, klima og miljø, samfunnsvitenskap og humaniora.

Jordbruk- og skogbruk

Norsk landbruk er ledende på viktige områder som mattrygghet, god plante- og dyrehelse og bruk og eksport av fremragende avlsmateriale. En forsterket satsing på forskning, ny teknologi, digitalisering, omstilling og effektivisering er viktige grep for en framtidsrettet klima- og miljøvennlig landbrukssektor. Dette er i tråd med europeisk satsing på bærekraftig landbruk og matproduksjonssystemer[30].

Klimaendringene vil påvirke primærproduksjonen i både jord- og skogbruk. Omstilling til et bærekraftig og fremtidsrettet landbruk krever kunnskap om redusering av klimagassutslippene og samtidig økt opptak og karbonbinding i jord og skog. God jord- og plantehelse er viktig å ta hensyn i et klima i endring. Norge har sitt eget jordhelseprogram[34] og i ESFRI veikart fremheves behovet for forskning på forbedring av plantehelse og økosystemfunksjon gjennom en agro-økologisk integrert tilnærming. Denne tilnærmingen skal sikre bærekraftig økosystemtjenester samtidig som den skal adressere effektiv håndtering av skadelige fremmede arter. Innenfor skog og skogbruk er det viktig å belyse hvordan skogen og andre landøkosystemer kan bidra med utslippsreduksjonene, med å utnytte potensialet for økt CO2-opptak og lagring av karbon, og hvordan vi kan bruke råstoffene fra norsk skog mest mulig klimavennlig (relevant for materialforskning/emballasje). Bioraffinering med biomasse fra skog som råstoff, kan i tillegg til å erstatte fossile produkter, bidra til innovasjon og utvikling av nye, bærekraftige produkter.

Både innenfor konstruksjon og byggematerialer er det et potensial for at tre- og andre biobaserte materialer kan erstatte klimabelastende materialer og produkter. For å i større grad kunne ta i bruk både tre og andre biobaserte byggematerialer, vil det være behov for både forskning og en egnet forskningsinfrastruktur.

Infrastrukturlandskapet i dag og fremover

Innenfor dette underområde finnes det flere forskningsinfrastrukturer som spiller enn viktig rolle i overgangen til grønn bioøkonomi, basert på norske bioressurser, pilotering og oppskalering til industri. I tillegg er det flere infrastrukturer for utnyttelse av marint råstoff, prosessering av organismer fra lavere trofisk nivå i havet og utvikling av fôringredienser. Disse har et mål om å bidra til å utvikle nye biomarine industrier som møter framtidens klima og miljøutfordringer på en bærekraftig måte. Flere av forskningsinfrastrukturene innenfor klima og miljø, bioteknologi, energi og prosess-, nano-, og materialteknologi vil også være relevante.

Norge deltar i europeisk infrastruktursamarbeid (ESFRI-infrastrukturer) for forskning på marine organismer og koordinering av dataressurser for livsvitenskapene. Europeiske infrastrukturer innenfor materialteknologi vil også være relevante.

Infrastrukturer tilhørende dette område er listet i del 3.

I årene framover er det behov for oppgradering av eksisterende forskningsinfrastruktur og kobling av eksisterende plattformer for økt sambruk av instrumenter/fasiliteter for bedre ressursutnyttelse. I tillegg oppfordres norske forskningsmiljø til å øke sitt engasjement i relevante internasjonale satsinger på forskningsinfrastruktur og videreutvikle nordisk samarbeid. For dette området er det også viktig med kobling mellom næringsliv/industri og forskning, offentlig og privat finansiert infrastruktur.

Utvikling av forskningsinfrastruktur på dette området må ses i sammenheng med infrastruktur på andre områder, som for eksempel bioteknologi, nanoteknologi, energi, materialteknologi, bygningskonstruksjon, helse og medisin, klima og miljø, og e-infrastruktur.

Det vil blant annet være behov for infrastruktur som styrker forskning og utdanning for det grønne skiftet, infrastruktur for overvåking og forvaltning (sensorer, droner), for bærekraftig prosessering og foredling av naturressurser, for forskning på nye dyrkingssystemer, jordhelse og karbonlagring, planteforedling, oppdrett, og for forskning rettet mot utvikling av nye produkter basert på bioråstoff.

Ny teknologi i form av avanserte sensorer, automatisering, digitalisering og robotisering m.m. kan bidra til å utvikle matproduksjon, fiskerinæringer, jordbruk og skogbruk i en mer bærekraftig retning.

Med en stadig økende mengde data, blir det viktig å utvikle systemer slik at data fra ulike kilder kan gjøres tilgjengelig, sammenlignes og analyseres.

Bioteknologi

Bioteknologi er i henhold til Langtidsplanen en muliggjørende teknologi som i samspill med andre fag og teknologier skal bidra til et bærekraftig samfunn gjennom grønn omstilling. Planen peker på den sentrale rollen av infrastrukturinvesteringen for å lykkes. Dette underområdet skal ses i sammenheng med ‘Bioressurser’, 'Helse og medisin’ og ‘Geovitenskap, hav, klima og miljø', siden flere av utfordringene og forskningsbehov nevnt der er avhengige av bioteknologisk kompetanse og metodikk.

Bioteknologi er en relativt moden teknologi med anvendelser innenfor marine næringer, helse, landbruk og prosessindustri. Nasjonalt er det rom for bedre utnyttelse av bioteknologi i helseforetakene, samt styrking av grunnforskningen når det gjelder marine næringer, landbruk og matnæringer.

Bioteknologi anses å være helt sentral for utvikling av bioøkonomien som om få år vil utgjøre en betydelig del av den globale økonomien i tråd med økt fokus på bærekraftig utnyttelse av biologiske ressurser. Den har potensial til å forberede primærproduksjon både på land og i havet, og bidra til forskningen for å møte store samfunnsutfordringer, som klimaendringer[35].

Forskningsinfrastrukturer er helt sentrale når det gjelder framtidige forskningsbehov innen: matsikkerhet og produksjon av mat; plantehelse, jordhelse og dyrehelse; skogbruk og materialforskning; bærekraftig fôr produksjon; biomasse prosessering; blågrønn bioøkonomi satsing; havbruksnæringer; akvakultur. Når det gjelder framtidig bærekraftig og sirkulær utnyttelse av norsk biomasse er det viktig med effektivisering (digitalisering, robotisering) innen bruk av begrensede bioressurser. I utviklingen av bioøkonomien står bioteknologisk infrastruktur, kompetanse og metodikk sentralt. Å kunne utvikle kostnadseffektiv prosessering av ulike typer biomasse, er helt avgjørende.

Bioprospektering har potensial til å utvikle nye produkter innenfor mat, fôr, helse og energi. Forskningsinfrastruktur knyttet til bioprospektering kan bidra til utnyttelse av biprodukter og nye konserveringsmetoder, testing for bioaktive stoffer for medisinske formål (kreft, diabetes, antimikrobiell aktivitet), bioingredienser og for industrielle formål.

I Nasjonal strategi for persontilpasset medisin[36] vises det til at bioteknologiske metoder gir muligheter for bedre folkehelse gjennom styrket og mer persontilpasset forebygging, diagnose og behandling. Forskningsinfrastruktur vil ha en viktig rolle for videreutvikling av bioteknologisk forskning, samt utnyttelse, og samspillet mellom helseregistre og biobanker. Bioteknologien står også sentralt i biofarmasøytisk produksjon, legemiddelutvikling og utvikling av diagnostiske verktøy. Norske aktører bør utnytte potensialet for innovasjon gjennom internasjonalt samarbeid innenfor farmasi og helserelatert bioteknologi for å styrke den industrielle og kommersielle kompetansen[36].

Infrastrukturlandskapet i dag og fremover

Tilgjengelig infrastruktur for bioteknologiske forskningsmiljøer bygger i stor grad på teknologiplattformer som ble etablert gjennom FUGE-satsingen[37] og videreutviklet gjennom finansiering fra INFRASTRUKTUR. Dette gjelder blant annet infrastrukturer knyttet til humane biobanker, bioinformatikk/systembiologi, gensekvensering, proteinanalyser, billeddannende teknologier, NMR-analyser og bioraffinering, i tillegg til super-resolusjon lysmikroskopering, strukturbiologi og høykapasitetsanalyse av kjemiske stoffer. Tre av disse (innenfor bioinformatikk, lysmikroskopi og analyse) er knyttet til felleseuropeiske infrastruktursamarbeid under ESFRI (del 3). Forskningsinfrastrukturene for dette underområdet er vist i del 3.

Videre investeringer på feltet bør prioritere generiske infrastrukturer som støtter forskning på ulike områder (landbruk, marin, helse, industriprosesser), samt infrastrukturer med mange brukere.

Fremtidige investeringer av forskningsinfrastruktur på feltet bør prioritere oppgradering og videreutvikling av velfungerende infrastrukturer som allerede er etablert, samt sikre god utnyttelse av disse. Samtidig er det viktig at nye infrastrukturer av høy strategisk betydning kan finansieres.

Datadrevne og beregningsorienterte metoder vil i større grad prege bioteknologisk forskning og innovasjon i årene framover. Maskinlæring og kunstig intelligens får stadig større betydning i forskning og utvikling innenfor livsvitenskapene og bioteknologi. Det er derfor viktig å ivareta nødvendig kapasitet på tjenester for å kunne håndtere og utnytte store mengder data som produseres i moderne bioteknologi. Det er viktig å støtte infrastruktur som understøtter nasjonale satsinger på feltet, slik som Digitalt liv Norge (DLN) har en koordinerende rolle for infrastrukturer på feltet.

I grenseflatene mot medisin, er det behov for infrastrukturer som understøtter satsinger på persontilpasset medisin og helsenæring. Etablering av slik infrastruktur vil støtte opp under medisinske behov og norsk næringsliv innenfor legemiddelutvikling og biofarmasøytisk produksjon.

Helse og medisin

Helse og medisin omfatter her det brede spekteret av basale, kliniske og samfunnsrelaterte medisinske og odontologiske fag i tillegg til farmasi og helserelatert psykologi. Forskningen bidrar til ny kunnskap innenfor hele bredden fra helseovervåking, helsefremmende tiltak og forebygging via diagnostikk, behandling og rehabilitering av sykdom til organisering og effektivisering av helse- og omsorgstjenestene.

Bedre helse og helsetjenester og utjevning av sosiale helseforskjeller er et helse- og forskningspolitisk hovedmål. I Langtidsplanen er målene utdypet i den tematiske prioriteringen "Helse", som er aktualisert som et særlig viktig område i vår tid på grunn av håndtering av koronapandemien, og viktigheten av grunnleggende forskning og innovasjon på helseområdet.

Målene for den nasjonale forsknings- og innovasjonsstrategien HelseOmsorg21[38] er god folkehelse, grensesprengende forskning, og mer næringsutvikling. Hovedprioriteringer er bl.a. kunnskapsløft for kommunene, helse og omsorg som næringspolitisk satsing, bedre utnyttelse av helsedata og økt internasjonalisering av forskningen.

Fremtidig forskning innenfor medisin og helse kommer til å bli påvirket av økt generering av store datamengder. Derfor blir det viktig med infrastruktur for datalagring, -håndtering og -analyse av store datamengder. Håndtering av personsensitive data er et særskilt behov innenfor helsesektoren. I det europeiske helseinfrastruktur landskapet er det fokus på standardisering, integrering med nasjonale infrastruktur, implementering av GDPR og skytjenester for å håndtere datalagring og analyse (ESFRI veikartet).

For å møte framtidige (folke)helse utfordringer, blir det viktig med samarbeid på tvers av helsesektoren og mellom aktørene, tverrfaglig og tverrsektoriell forskning, samt kompetanse- og karriereutvikling. For å løse FoU-utfordringene innenfor helse og medisin, er vi avhengige av tilgang til grunnleggende forskningsinfrastrukturer også innenfor andre disipliner, som f.eks. materialvitenskap og nanoteknologi. I lys av fremtidige samfunnsbehov og folkehelseutfordringer blir det viktig å satse på forskning innenfor forebyggende helse og fremtidig terapi - utvikling og bruk av nye teknologier for å muliggjøre effektiv behandling av sykdommer (ESFRI veikart).

Tverrfaglig forskning i et én helse-perspektiv – samspillet mellom folkehelse, dyrehelse, plantehelse, matproduksjon og miljø – er sentralt for å belyse og bekjempe flere framtidige helseutfordringer, både nasjonalt og internasjonalt. Denne tilnærmingen skal bidra til å: bekjempe infeksjoner/pandemier og antibiotika resistens (JPIAMR[39]), å belyse miljøpåvirkning av aldring og å utvikle bærekraftige helsetjenester.

Et strategisk prioritert område innenfor medisin og helse både internasjonalt og nasjonalt er persontilpasset medisin (presisjonsmedisin), både innen forebygging, diagnostikk og behandling av sykdommer. Alle 'omics'-teknologier er viktige for videreutvikling av persontilpasset medisin. Her kan også kunstig intelligens bidra som et viktig verktøy for videreutvikling av feltet gjennom fokus på bildeteknologier, men også integrering av data for å styrke klinisk bruk av presisjonsmedisin i Norge.

Hurdalsplattformen løfter frem behovet for å utnytte helsenæringens potensial for verdiskaping, eksport og sysselsetting. Norge har forskningsmiljøer som når godt opp i EU-sammenheng. Det er viktig å sikre at man har infrastruktur på plass for å sikre økt sysselsetting og verdiskaping i norsk helseindustri i fremtiden.

Infrastrukturlandskapet i dag og fremover

Under dette området inngår blant annet infrastrukturer for kliniske studier i primær- og spesialisthelsetjenesten, helseregistre og biobanker og også teknologiplattformer knyttet til bioinformatikk/systembiologi, gensekvensering og ulike 'omics'-teknikker, NMR-analyser og andre billeddannende teknologier og strukturbestemmelser. Norge er en del av store europeiske satsinger innenfor billeddannende teknologier, klinisk forskning og biobanker.

Det er et økende behov for samarbeid på tvers av forskningsinfrastrukturer, både innenfor helse og medisin og med infrastrukturer innenfor andre områder, som for eksempel bioteknologi, nanoteknologi og avanserte materialer. Det er samtidig stort behov for kraftfulle IKT-verktøy med tungregningskapasitet og for samhandling mellom eksisterende e-infrastruktur for helsedata. Dette er viktig for kompetansebygging, og innenfor helsedata er det spesielt viktig med nasjonalt samarbeid for bedre utnyttelse av personsensitive data, spesielt for store 'omics'-data til persontilpasset medisin. Det er svært viktig at all infrastruktur for personsensitive data har innebygget personvern og at tillit og etiske aspekter håndteres etter de høyeste standarder. Spesifikt er det også viktig med nasjonal samkjøring av samtykkehåndtering og dialog med deltakere i undersøkelser og studier. Samhandling med europeiske forskningsinfrastrukturer blir også viktig fremover, samtidig som norske infrastrukturer må tilpasses internasjonale standarder og tilrettelegge for internasjonalt samarbeid både ifm. nye innkjøp og oppgradering av nasjonal infrastruktur. I et internasjonalt perspektiv kan European Health Data Space[40] medføre behov for datahåndtering som også bør adresseres på nasjonalt nivå.

Det er også behov for infrastruktur for data om sykdomsfremkallende mikroorganismers genomer, spredning og smitteveier for forskning om antibiotikaresistens i et én-helseperspektiv. Her er det viktig med å dele data på tvers av sektorer, som kan gi verdifull kunnskap tilknyttet f.eks. forbruksvaner og klimaendringer. Dette er også viktig i samfunnssikkerhets perspektiv, hvor det kreves tverrfaglig tilnærming til samfunnsvitenskapelige og humanistiske perspektiver. Beredskap for og håndtering av kriser omtales i prioriteringen 'samfunnssikkerhet og beredskap' (Langtidsplanen), og er relatert til f.eks. håndtering av pandemier og antimikrobiell resistens (AMR).

Klinisk forskning av høy kvalitet er en forutsetning for at ny kunnskap utvikles og iverksettes i klinisk praksis. I Norge er det behov for infrastruktur som dekker hele spekteret fra basal- opp til klinisk forskning.

Med en rask teknologisk utvikling og høye forventninger til hva helsetjenesten skal tilby, blir utvikling av infrastruktur for persontilpasset medisin (presisjonsmedisin) stadig viktigere. For at norsk forskning skal hevde seg internasjonalt og bidra til utvikling av nye avanserte terapiformer og persontilpasset medisin, er det vesentlig at Norge investerer i infrastruktur som muliggjør systemmedisinsk forskning på pasienter og pasientgruppers genomer, biomolekyler, celler, vev og organer. Dette betinger tett integrering av livsvitenskapelig datadrevet og klinisk forskning og infrastruktur tilrettelagt for presisjonsmedisin innenfor bredden av medisinske fag.

26 Kjente ressurser – uante muligheter

27 Bioøkonomi – felles handlingsplan for forskning og innovasjon (Forskningsrådet, Innovasjon Norge og SIVA)

28 Norwegian Innovation Clusters (Innovasjon Norge)

29 Matnasjonen Norge

30 Agriculture and the Green Deal; Common agricultural policy (europa.eu); Food 2030 (europa.eu); Soil health and food (europa.eu); FACCE-JPI Home - FACCE-JPI (faccejpi.net)