De industriële biotechnologie is geïdentificeerd als een sleuteltechnologie om de belangrijkste sociale, economische en milieukwesties van vandaag te mitigeren voor de duurzame productie van enzymen, farmaceutica, basischemicaliën, brandstoffen en voedingsmiddelen die de basis leggen voor een circulaire en biogebaseerde economie. Terwijl industriële biotechnologie zich in het begin vooral beperkte tot het gebruik van natuurlijke micro-organismen en hun enzymen voor de synthese van bioproducten (bv. wijn, bier en penicilline), liet de ontwikkeling van de recombinante DNA-technologie toe om de microbiële cel te transformeren in een verbeterde celfabriek voor de synthese van bioproducten die het van nature niet aanmaakt. In dit stadium waren dit vooral eenvoudigere producten zoals de menselijke peptide insuline of industriële enzymen zoals chymosine en lipasen. Vandaag de dag heeft de toepassing van nieuwe technologieën zoals synthetische biologie en metabolische engineering het bouwproces van bibliotheken van potentiële microbiële celfabrieken en het bijbehorende bioproces sterk versneld.

Ondanks talrijke succesverhalen over industriële celfabriek-gebaseerde bioprocessen, waarvan de meeste gebruik maken van een beperkt aantal traditionele micro-organismen (bv. Escherichia coli en Saccharomyces cerevisiae) die bij gematigde procescondities opereren (bv. groeien bij 30-37°C en pH 7), mislukken vele andere pogingen voor microbiële productie van basischemicaliën vaak in de opschalingsfase daar ze niet economisch haalbaar zijn. Het belangrijkste knelpunt hierbij is de onverenigbaarheid van de huidig gebruikte celfabrieken en de industriële procescondities zoals hoge temperaturen en zure omgevingen. Dit is vooral problematisch bij de ontwikkeling van bioprocessen voor de microbiële productie van chemicaliën vanuit tweede generatie biomassagrondstoffen als duurzaam alternatief voor de huidige petrochemische processen omwille van de vereiste voorbehandeling van biomassagrondstoffen bij hoge-temperatuur en lage-pH en hoge opzuiveringskosten.

Hier stellen we voor om een thermoacidofiele industriële gastheer te ontwikkelen die volledige-cel bioconversie toelaat bij hoge temperatuur en lage pH in een nieuw en uniek geconsolideerd bioproces. De doelstelling van het sprint cSBO TACBIO project is om experimenteel aan te tonen en de eerste indicaties te leveren voor proces-schaalbaarheid die de belofte van het micro-organisme Sulfolobus acidocaldarius ondersteunen als een nieuwe hoge-temperatuur, lage-pH industriële gastheer met lignocellulosische fermentatie voor de synthese van 3-hydroxypropionzuur (3-HP) als voorbeeld.