KTH Supreme – Hållbar teknik för proteinbaserade material

Varför proteiner

Proteiner är unika polymerer som kan designas med hög precision ända ner till deras minsta byggstenar. I naturen förekommer de i avancerade material med imponerande egenskaper och funktionalitet. I tillämpade sammanhang har proteinbaserade material potential att utvidga gränser och öppna nya möjligheter för att möta globala utmaningar. De kan användas inom biomedicin, som viktiga delar i nya gröna teknologier, som hållbara alternativ till syntetiska polymerer och i material med ny funktionalitet. Deras unika design gör det möjligt att skräddarsy material för specifika behov, vilket underlättar snabb prototypframtagning och kommersialisering av nya produkter. Proteinmaterial är också lokalt anpassningsbara: i Sverige genererar jordbruks- och skogssektorn många proteinrika biprodukter som kan tas tillvara. I andra delar av världen kan lokal produktion bidra till ekonomisk utveckling i mindre gynnade områden.

Datagenerering med AI-verktyg

AI och maskininlärning används allt mer för att utforska designmöjligheter för proteiner, men verktygens effektivitet är beroende av tillgång till högkvalitativ experimentell data. KTH Supremes tvärvetenskapliga team ska driva övergången till AI-assisterad design och utveckla högkapacitetsexperiment för att kartlägga hur proteinarkitektur påverkar olika parametrar hos materialet. Detta innebär ett skifte i forskningsstrategi, med fokus på datagenerering snarare än att söka den “bästa” lösningen på ett enskilt problem.

Fokusområden för KTH Supreme:

• Självsammansättning: hur proteinmolekyler organiserar sig i nano- eller mikroskala-strukturer.
• Kompositer: proteiner som kopplingar eller ställningar i material byggda av cellulosa, traditionella polymerer eller oorganiska komponenter.
• Produktion och cirkularitet: hur effektivt proteiner kan produceras i heterologa expressionssystem eller utvinnas från jordbruksresurser.

KTH:s bidrag

Proteinmaterial är ett tvärvetenskapligt område som förenar bioteknik, kemi och materialteknik. KTH är en ledande miljö för cellulosabaserad biomassa och kombinerar expertis inom proteindesign, produktion och karakterisering med ledande AI-driven forskning. KTH Supreme främjar samarbete över dessa områden. Studenter får en unik kombination av färdigheter, viktiga för den gröna omställningen.

Forskarteamet

Teamet täcker in flera perspektiv inom forskning om proteinbaserade material, inklusive design av hierarkiska material via självsammansättning, produktion av rekombinanta proteiner (inklusive spindelsilke), bearbetning av naturliga proteiner till funktionella material samt tillämpning av metabolisk ingenjörskonst, syntetisk biologi och systembiologi för CO₂-fixering. Teamet har även omfattande erfarenhet av att samordna nationella forskningsnätverk och leda storskaliga forskningsinitiativ.