Norsk veikart for forskningsinfrastruktur

Bioteknologi

Bioteknologi omfatter alle studier av organismer og deler av organismer og har som mål å oppnå økt kunnskap og å utvikle produkter, prosesser og tjenester. Bioteknologi har et stort behov for oppdatert og kostbart utstyr for å være i forskningsfronten, for å fremme kvalitet i bredden av norsk forskning og for å kunne fremme kunnskapsdrevet innovasjon.

Forskningsmål

Bioteknologi er i henhold til Langtidsplan for forskning og høyere utdanning 2019-2028 (Meld. St. 4 (2018–2019)) en muliggjørende teknologi som i samspill med andre fag og teknologier skal bidra til å fremme innovasjon og å møte samfunnsutfordringer. Planen peker på et stort uforløst potensial for bioteknologisk innovasjon.

En nasjonal strategi for bioteknologi foreligger for perioden 2011–2020. I den ser vi en tydelig forventning til at bioteknologien skal være med å bidra til gode løsninger for forvaltning og næringsliv. Som en av de muliggjørende teknologiene, har bioteknologi et stort økonomisk potensial innenfor marine næringer, helse, landbruk og prosessindustri. Bioteknologi anses å være helt sentral for utvikling av bioøkonomien og vil om få år vil utgjøre en betydelig del av den globale økonomien i tråd med økt fokus på bærekraftig utnyttelse av biologiske ressurser. Behov for utvikling av bioøkonomien bør derfor ha en sentral plass i framtidige investeringer og satsinger på feltet.

Transdisiplinære, tverrfaglige og sektorovergripende områder som biostatistikk, bioinformatikk/systembiologi og syntetisk biologi er utpekt som viktige områder i forskningsfronten der virkemiddelapparatet har et særlig ansvar for å bygge kapasitet. Dette kommer blant annet til uttrykk i den nasjonale samarbeidsplattformen Senter for Digitalt liv Norge (DLN) og tverrfaglige satsinger i FoU-institusjonene. Forskningsinfrastruktur har en viktig rolle i å muliggjøre forskningsaktivitet med beregningsorientert tilnærming og modellering. Bioteknologiske metoder og forskningsinfrastruktur må også dekke biologisk relevante skalaer; i utstrekning – fra biomolekyler og enkeltceller til hele organismer og økosystem, og i tid – fra mikrosekunder til år.

Forskningsrådet støtter bioteknologisk forskning og innovasjon innenfor ulike porteføljer, med Muliggjørende teknologier som den viktigste for oppfølging av nasjonal strategi. I tillegg vil porteføljeplanene for Industri og tjenestenæringer, Livsvitenskap, Naturvitenskap og teknologi, og Helse, Landbasert mat, miljø og bioressurser og Hav gi viktige føringer for infrastrukturbehov innenfor bioteknologisk FoUoI.

Eksisterende forskningsinfrastruktur

Tilgjengelig infrastruktur for bioteknologiske forskningsmiljøer bygger i stor grad på teknologiplattformer som ble etablert gjennom FUGE-satsingen og videreutviklet gjennom finansiering fra Nasjonal satsing på forskningsinfrastruktur. Dette gjelder blant annet infrastrukturer knyttet til humane biobanker, bioinformatikk/systembiologi, gensekvensering, proteomikk, billeddannende teknologier, NMR-analyser og bioraffinering, i tillegg til super-resolusjon lysmikroskopering, strukturbiologi og høykapasitetsanalyse av kjemiske biblioteker. Fire av disse (innenfor bioinformatikk, biobankforskning, lysmikroskopi og analyse) er knyttet til felleseuropeiske infrastruktursamarbeid under ESFRI. I tillegg er det bygd opp infrastruktur og kjernefasiliteter på flere viktige områder gjennom egne investeringer i FoU-institusjoner.

Behov for nyetablering, oppgradering og/eller samordning

For å kunne nå målene i den nasjonale strategien for bioteknologi, må investeringer i infrastruktur sikre at avansert teknologi er tilgjengelig og kommer norske forskere i akademia og næringsliv til gode i form av styrket forskningskvalitet. Teknologikompetanse må videreutvikles for optimal utnyttelse av infrastrukturmulighetene slik at nye faglige problemstillinger kan utvikles og at det legges til rette for innovasjon.

Det skjer en rask teknologiutvikling på mange områder basert på kombinasjoner av og konvergens mellom teknologier. Teknologisk konvergens anses som sentralt for å møte de store samfunnsutfordringene der bioteknologi kan gi viktige bidrag. Analyser går mot enkeltceller, og enkeltmolekyler og bildedannende teknologier utvikles på bred front.

Datadrevne og beregningsorienterte metoder vil i større grad prege bioteknologisk forskning og innovasjon i årene framover. Maskinlæring og kunstig intelligens får større og større betydning i forskning og utvikling innenfor livsvitenskapene. Det er derfor et stort og økende behov for kompetansebaserte tjenester for å kunne håndtere og utnytte store mengder data som produseres i moderne bioteknologi. I kjølvannet av dette trengs også tjenester for tilgjengeliggjøring av data og etablering av kunnskapsbaser på organismer som er viktige for Norge og som kan støtte innovasjon basert på å tolke og forstå store datamengder.

  • Oppdatert bioteknologisk infrastruktur bidrar sterkt til å bygge og videreutvikle fremragende forskningsmiljøer, kunnskap og kompetanse og styrker samarbeidsmuligheter og verdiskaping med nasjonal og internasjonal industri. Nye bioteknologiske innovasjoner betinger derfor at investeringer i eksisterende og ny infrastruktur også ivaretar næringslivets behov. Andre behov og prioriteringer av forskningsinfrastruktur på feltet, vil bli sett i sammenheng med nasjonale strategiske satsinger og vil ta hensyn til følgende momenter:
  • Behov for oppgradering, videreutvikling og samkjøring av infrastrukturer som er etablert.
  • Behov for å støtte infrastruktur som styrker kvalitet og kapasitet i norsk bioteknologisk FoU, inkludert utvikling av teknologier som er helt i front innenfor high-throughput screening og sekvensering både på molekylært og på celle, vev og organisme nivå, 3D-kultivering/prosessering, fermenteringsteknologi, nedstrøms- og separasjonsteknologi, billeddannende teknologier bredt, strukturbiologi, alle -omics-teknologier inkludert digitalisering av lagrede prøver i humane biobanker, bioinformatikk/systembiologi og syntetisk biologi.
  • Utvikling av kunstig intelligens med tilhørende relevant infrastrukturkapasitet må vektlegges spesielt. Herunder personellressurser, maskinvare/beregningskapasitet og lagringskapasitet. Vektlegging av juridiske og forskningsetiske perspektiver når ny teknologi tas i bruk må inkluderes ved etablering av denne typen infrastruktur.
  • Infrastruktur med moderne funksjonalitet og kapasitet for studier og utvikling av genredigerte og genmodifiserte planter og organismer er av stor betydning for samfunnsansvarlig utvikling som støtter oppunder flere av FNs bærekraftsmål.
  • Behov for å støtte infrastruktur som sikrer datahåndtering på tvers av teknologier ifølge FAIR-prinsippet (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable), inklusive håndtering av metadata i tillegg til juridiske og etiske perspektiver for håndtering av sensitive data og ny teknologi som kan utfordre personvernet.
  • Behov for å støtte infrastruktur som understøtter bioteknologisk forskning med bred basis for anvendelse, er sektorovergripende, legger til rette for samarbeid mellom universiteter, forskningsinstitutter, helseforetak og næringsliv, og et bredt lag av relevante samfunnsaktører.
  • Behov for å støtte infrastruktur som understøtter den strategiske satsingen Digitalt liv og andre bioteknologiske satsinger fra Forskningsrådet.
  • Bidra til rasjonelt samarbeid og arbeidsdeling om forskningsinfrastruktur – nasjonalt og internasjonalt. Spesielt vurdere verdien av deltagelse i felleseuropeiske infrastrukturer på feltet (herunder ESFRI-prosjekter) og Norges rolle i disse, og spesialisere og fokusere på områder hvor norske forskere kan ta en ledende rolle innenfor utvalgte teknologier.

Relasjon med andre områder

Bioteknologi er en muliggjørende teknologi som understøtter områder som medisin og helse, marin, klima og miljø, og bioressurser. Økt oppmerksomhet om samarbeid mellom disipliner og teknologisk konvergens gir også sterkere grenseflater med nanoteknologi, IKT, og samarbeid med humaniora og samfunnsvitenskapene.

På tematiske områder som f. eks. miljø, økologi, biodiversitet (e-DNA) og paleobiologi (a-DNA) er det behov for å analysere ekstremt små mengder DNA (trace-DNA). Dette krever spesifikke rutiner og utstyr som kan etableres og samordnes nasjonalt og styrke Norges posisjonen innenfor miljø- og klimaforskning.

I utviklingen av bioøkonomien står bioteknologisk infrastruktur, kompetanse og metodikk sentralt. Å kunne utvikle kostnadseffektiv prosessering av ulike typer biomasse, er helt avgjørende. Pilotskala prosesseringsanlegg er viktig infrastruktur som muliggjør testing og utvikling fra FoU mot industriell skala for å få den ønskede utviklingen. Anlegg som er tilpasset testing av genredigerte og genmodifiserte alger og andre mikroorganismer, vil være nødvendig i disse verdikjedene.

I grenseflatene mot medisinsk FoUoI er det behov for infrastruktur som muliggjør validering av nyutviklede biofarmasøytiske produkter og formuleringer. Etablering av slik infrastruktur vil støtte opp under medisinske behov og norsk næringsliv innenfor legemiddelutvikling og biofarmasøytisk produksjon. Norge har mange sterke fagmiljøer på persontilpasset medisin med behov for å nyttiggjøre seg tilrettelagt nasjonal infrastruktur som er relevant både for FoU-miljøene og som GMP-fasiliteter for produksjon til klinisk utprøving.

Forskningsinfrastrukturer knyttet til Bioteknologi

Prosjekt Status
ELIXIR.NO – A Norwegian ELIXIR Node ESFRI Landmark
NALMIN – Norwegian Advanced Light Microscopy Imaging Network – National node in Euro-Bioimaging ESFRI Landmark
NAPI – Network of Advanced Proteomics Infrastructure Under etablering/i drift
NorSeq – National Consortium for Sequencing and Personalized Medicine Under etablering/i drift
NNP – The Norwegian NMR Platform Under etablering/i drift
NOR-OPENSCREEN – The Norwegian EU-OPENSCREEN node ESFRI Landmark
NORCRYST – Norwegian Macromolecular Crystallography Consortium Under etablering/i drift

Øvrige forskningsinfrastrukturer på veikartet av relevans for Bioteknologi

Prosjekt Status
Biobank Norway – A national infrastructure for biobanks and biobank related activity in Norway – National node in BBMRI ESFRI Landmark
E-INFRA ved UNINETT Sigma 2 – a national e-Infrastrucure for science Under etablering/i drift 
ESS-Lund – European Spallation Source ESFRI Landmark
NBioC - Norwegian BioCentre - Norwegian Centre for Bioprocessing & Fermentation Under etablering/i drift
NORBRAIN – Norwegian brain initiative: a large-scale infrastructure for 21st century neuroscience Under etablering/i drift
NORMOLIM – Norwegian Molecular Imaging Infrastructure- National node in Euro-Bioimaging ESFRI Landmark