ORIGIN to redefine how society accesses natural ingredients

[Portuguese version below]

Plants such as Rhodiola rosea, Panax ginseng, and Ginkgo biloba form the basis of countless health and wellness products. However, most of these compounds are still obtained through wild harvesting, which threatens biodiversity, results in raw materials of varying quality, and exposes consumers to the risk of adulteration.

Precision fermentation- using microorganisms to produce these molecules in bioreactors - is a promising alternative, but today it can take several years to bring a single ingredient to market.

Standing at the intersection of biotechnology, artificial intelligence, biodiversity, sustainability and industrial innovation, ORIGIN will develop an integrated AI-supported platform designed to accelerate the path from natural molecules to sustainable, fermentation-based ingredients. The project aims to reduce development timelines to two to three years.

“If Europe wants to remain competitive in the next generation of industry, we need to close the gap between scientific excellence and industrial scale. ORIGIN is designed precisely for that: to combine AI, biotechnology, fermentation and sustainability into an integrated European platform for producing high-value natural ingredients. ORIGIN is not only about better molecules — it is about building technological capacity, resilience and industrial leadership in Europe,” says Paulo Maia, Project Coordinator and Director of Innovation of SilicoLife, the Portuguese biotechnology company coordinating the project.

To achieve this, the ORIGIN consortium will address several scientific and technological challenges, such as discovering new microbial enzymes by analysing one of the world’s largest genomic databases (more than 10 billion sequences), in accordance with the Nagoya Protocol; designing and optimizing, using AI, the best pathways for producing each molecule within industrial microorganisms, and rapidly testing the solutions in four different industrial microorganisms.

“The contribution of NOVA in this project spans from scientific research, with 3 groups involved, as well as citizen science and communication. It is thus a great opportunity to engage in a project at the forefront of innovation in Europe, developing and deploying advanced tools and deep biotech for generating societal and economic impact,” says Isabel Rocha, Vice-Rector at NOVA University Lisbon and lab head at ITQB NOVA.

The ORIGIN consortium brings together seven partners from six countries: SilicoLife (coordinator) and Nova University Lisbon in Portugal, Technical University of Denmark (DTU) in Denmark,  CSIC in Spain, BaseCamp Research in the United Kingdom, EPFL in Switzerland, and dsm-firmenich in the Netherlands.

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O novo projeto ORIGIN pretende redefinir a forma como a sociedade acede a ingredientes naturais

Durante os próximos quatro anos, o novo projeto ORIGIN — Optimized Routing and Industrial Generation of Ingredients from Nature — irá recorrer a Biotecnologia avançada para transformar a forma como a Europa produz ingredientes naturais utilizados em suplementos alimentares, cosméticos, medicamentos e fragrâncias, com um financiamento de 5,5M€ ao abrigo do programa Horizonte Europa.

Plantas como Rhodiola rosea, Panax ginseng e Ginkgo biloba estão na base de inúmeros produtos de saúde e bem‑estar. No entanto, a maioria destes compostos continua a ser obtida na natureza, o que ameaça a biodiversidade, resulta em matérias‑primas com qualidade variável e expõe os consumidores ao risco de adulteração.

A fermentação de precisão - com recurso a microrganismos para produzir estas moléculas em biorreatores - é uma alternativa promissora, mas atualmente pode demorar vários anos até que um único ingrediente chegue ao mercado.

Na interseção entre biotecnologia, inteligência artificial, biodiversidade, sustentabilidade e inovação industrial, o ORIGIN vai desenvolver uma plataforma integrada, apoiada por IA, concebida para acelerar o percurso desde moléculas naturais até ingredientes sustentáveis produzidos por fermentação. O projeto pretende reduzir os prazos de desenvolvimento para dois a três anos.

“Se a Europa quer manter-se competitiva na próxima geração da indústria, precisamos de fechar o fosso entre a excelência científica e a escala industrial. O ORIGIN foi concebido precisamente para isso: combinar IA, biotecnologia, fermentação e sustentabilidade numa plataforma europeia integrada para produzir ingredientes naturais de alto valor. O ORIGIN não é apenas sobre melhores moléculas; é sobre construir capacidade tecnológica, resiliência e liderança industrial na Europa”, afirma Paulo Maia, Coordenador do Projeto e Diretor de Inovação da SilicoLife, a empresa portuguesa de biotecnologia que coordena o projeto.

Para o conseguir, o consórcio ORIGIN irá enfrentar vários desafios científicos e tecnológicos, como a descoberta de novas enzimas microbianas através da análise de uma das maiores bases de dados genómicas do mundo (mais de 10 mil milhões de sequências), em conformidade com o Protocolo de Nagoya; a conceção e otimização, com recurso a IA, das melhores vias para produzir cada molécula em microrganismos industriais; e o teste rápido das soluções em quatro microrganismos industriais diferentes.

“O contributo da NOVA neste projeto abrange desde investigação científica, com 3 grupos envolvidos, até ciência cidadã e comunicação. É, por isso, uma excelente oportunidade para participar num projeto na vanguarda da inovação na Europa, desenvolvendo e implementando ferramentas avançadas e biotecnologia de ponta para gerar impacto social e económico”, afirma Isabel Rocha, Vice-Reitora da Universidade NOVA de Lisboa e líder de laboratório no ITQB NOVA.

O consórcio ORIGIN reúne sete parceiros de seis países: SilicoLife (coordenador) e Universidade NOVA de Lisboa, em Portugal; Universidade Técnica da Dinamarca (DTU), na Dinamarca; CSIC, em Espanha; BaseCamp Research, no Reino Unido; EPFL, na Suíça; e dsm-firmenich, nos Países Baixos.