Mit Biotechnologie zu nachhaltigen Innovationen

Bei der dritten Ausgabe der Wissenschaftsjahr-Diskussionsreihe „Karliczek. Impulse.“ standen diesmal die industrielle Biotechnologie und ihre kleinen Helfer im Rampenlicht. Der Talk mit dem Titel „Biotechnologie macht‘s möglich – Innovationen für mehr Nachhaltigkeit“ fand am 16. Juni als kostenloses Online-Event statt. In der von Andrea Thilo moderierten Gesprächsrunde sprach Bundesforschungsministerin Anja Karliczek mit drei Fachleuten aus Forschung und Praxis. Mehr als 200 Interessierte verfolgten den Livestream.

„In vielen Produkten des Alltags steckt Biotechnologie, ohne dass wir es ahnen“, so die Ministerin. „Sie sorgt dafür, dass wir Wäsche waschen können, damit die Brötchen knuspriger werden oder dass wir gegen Corona geimpft werden können.“ Die sogenannte weiße Biotechnologie verwende Biomoleküle und Mikroorganismen für die industrielle Produktion, sagte die Bundesforschungsministerin. „Biotechnologie ist daher eine tragende Säule der Bioökonomie. Und mehr Bioökonomie ermöglicht mehr Nachhaltigkeit.“

Biotechnologie als tragende Säule der Bioökonomie

Karl-Erich Jaeger, Direktor des Instituts für Molekulare Enzymtechnologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf am Forschungszentrum Jülich, ging es in seinem Impulsvortrag zunächst darum, einige Schlüsselbegriffe zu klären. „Der sperrige Begriff Bioökonomie kurz erklärt: Wir machen Produkte mit biologischen Methoden“, so Jaeger. „Die Biotechnologie ist das größte Puzzlestück der Bioökonomie.“ Die Stars seien hier die Mikroorganismen und deren vielfältige Stoffwechselleistungen. In den meist einzelligen Organismen wie Bakterien und Pilzen seien Enzyme die Leistungsträger. „Enzyme sind in der Zelle die Arbeitspferde, weil sie biochemische Reaktionen beschleunigen“, so Jaeger. Die Bioindustrie nutzt Enzyme als Spezialwerkzeuge. Sie helfen, Rohstoffe zu schonen, Abfallströme zu reduzieren, CO₂-Emissionen und Produktionskosten zu senken. Einer EU-Studie zufolge könne der Einsatz von Enzymen in Waschmitteln, Textilien und Kosmetik bis zu 42 Millionen Tonnen CO₂ einsparen, sagte Jaeger.

Zukunftsziel nachhaltige Kreislaufwirtschaft

 „Die Zukunft ist Kreislaufwirtschaft. Wenn wir bis 2045 klimaneutral und nachhaltig wirtschaften wollen, brauchen wir solche Anwendungen“, sagte Karliczek. Deshalb habe das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) frühzeitig die Technologieentwicklung unterstützt. Die Erfahrung zeige, dass man einen langen Atem brauche und gleichzeitig ausgereifte Technologien schnell auf die Straße bringen müsse. Jürgen Eck vertrat in der Diskussionsrunde die wirtschaftliche Perspektive. Der einstige Forschungsvorstand und Chef des Biotechnologie-Unternehmens BRAIN AG ist mittlerweile als Innovationsberater (bio.IMPACT) tätig und ist Mitglied des Bioökonomierats der Bundesregierung.

„Wir stehen am Beginn einer großen wirtschaftlichen Transformation“, sagte Eck. Bisher haben wir lineare Wertschöpfungsketten, die in Abfallströmen und CO₂-Emissionen enden. Wir müssen hin zu einer energie- und ressourcenefffizienten Kreislaufwirtschaft.“ Dafür müsse man neue Wertschöpfungsnetzwerke aufbauen. „Die Gewinner dieser Entwicklung sind nicht länger die Rohstoffinhaber, sondern die Technologieinhaber“, so Eck. Bettina Siebers leitet das Institut für Molekulare Enzymtechnologie und Biochemie an der Universität Duisburg-Essen. Auch sie unterstrich, warum Mikroorganismen und Enzyme als winzige Akteure einer Kreislaufwirtschaft unverzichtbar sind. „Die Biologie funktioniert schließlich in Stoffkreisläufen, alles wird verwertet.“

Extremophilen auf der Spur

Viele potenzielle Technologien von morgen schlummern womöglich noch unerschlossen in der globalen Biodiversität. Das will Bettina Siebers ändern. „Ich bin etwas extrem“, eröffnete sie ihren Impulsvortrag: Die Mikrobiologin erforscht extremophile Archaeen, die sich besonders in heißen Quellen auf Island oder in Schwarzen Rauchern in der Tiefsee wohl fühlen. „Mich hat fasziniert, wie die Mikroben das schaffen, bei 90 Grad Celsius zu leben.“ Ein Grund dafür, so Siebers, sei die biochemische Ausstattung der Zellen mit sogenannten Extremozymen. Sie stellte ein aktuelles Forschungsprojekt mit dem Titel „HotAcidFactory“ vor, in dem die extremophile Mikrobe namens Sulfolobus acidocaldarius auf ihre Eignung als neuartiger Produktionsorganismus für Enzyme und Alkohole untersucht wird. Gefüttert wird die Mikrobe mit Rohglycerin als Reststoff aus der Biodieselherstellung und CO₂.