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In Germany, the majority of this precious mineral ends up as fertilizer for arable land. A neglected source of phosphate is animal meal, which is produced from slaughterhouse waste and subsequently fed to livestock or incinerated. Now researchers from the Fraunhofer Institute for Factory Operation and Automation IFF in Magdeburg have developed a new method to recover the important mineral from the animal meal. The fluidized bed unit filters out harmful substances from the ashes such as heavy metals so that the phosphate can be reused as the raw material for agricultural fertilizer.

According to the Federal Ministry for Food and Agriculture (BMEL) every year 530,000 tonnes of phosphate is imported to Germany from countries such as China, the US or Russia, because it does not have its own natural supply. As a vital element for humans and plants, the precious mineral is essential for both the food industry as well as for animal feed and fertilizer manufacturers. At the same time, vast amounts of the valuable nutrient are lost through sewage, sewage sludge and animal meal. The main source of the largely unused phosphorus is animal meal, which is obtained through slaughterhouse waste. This waste - animals’ teeth, hooves or bones is then processed into meat and bone meal amassing over 200 tonnes in Germany alone every year. The ground scraps are fed in part to livestock. But the majority is incinerated together with other waste and is therefore contaminated with heavy metals such as mercury, lead, arsenic or nickel. As a result, the phosphate content in the ash which is around 16 percent, cannot be used.

Separating heavy metals from ash

But this is about to change. Researchers from IFF in Magdeburg have found a way to tap into this source of phosphates and recycle the valuable raw material from animal meal. “We burn meat and bone in a special way that enables us to recover an important mineral from it,” explains Patric Heidecke, research manager at the Fraunhofer IFF. The new method of recycling is based on the same principle of burning animal feed. But unlike before, the poisonous heavy metals are carefully separated from the ashes.

Airflows separate the good ash from the bad

The principle entails loading meat and bone meal in a fluidized bed unit heated to 850 degrees Celsius, where air flows continuously into a combustion chamber and mixes the meal with hot quartz sand. The mass ignites and the organic particles burn completely. Due to the airflow, the combustion gas produced also contains a large part of ash. This is then put through a cyclone separator. It separates the good, clean ash from the bad, which contains toxic heavy metals. To do this, the researchers slow the airstream so that the ash sinks to the floor, while the heavy metal and the ash particles, which are smaller than a tenth of a millimeter, remain airborne. They are trapped and disposed of later.

Fluidized bed unit before practice test

“Just like the phosphorus material extracted from those deposits, the ash could be processed into fertilizer. In purely mathematical terms, this could cover around five percent of annual demand for phosphate fertilizer in Germany,” says Heidecke. Since it is not only suitable for meat and bone meal as fuel but also as recycling from sewage sludge, Heidecke is certain that this new method will have established itself in ten years time.

Now further growth will be financed through the stock exchange. The bioeconomy pioneers from Zwingenberg had speculated on a possible floatation for a long time, and now it’s definite. On 5th January, Brain AG officially announced their IPO plans and in contrast to many other German biotech companies, have decided to float on the Frankfurt stock exchange. “We see ourselves as an icebreaker for the bioeconomy in the financial centre Frankfurt,” CEO Jürgen Eck emphasises to biotechnologie.de. There has not been a biotech IPO on a German stock exchange in Germany since 2007. There are currently 19 German listed biotech companies, 15 of which are listed in Frankfurt.

Most recently, four German biotech companies ventured onto the trading floor, albeit all abroad. In 2015, the diagnostic specialist Curetis opted for an IPO on Euronext as did Hallensier Probiodrug the previous year. Drug developers Affimed and Pieris struck out across the Atlantic and listed on NASDAQ, which according to a capital market study published in autumn by BIOCOM AG (more ...), has become a serious alternative for European biotech companies. Overall, European biotech companies experienced an upswing on the stock markets in 2015, with Paris and London especially attractive for biotech companies. Stem cell bank Vita34’s IPO in 2007 was the last German biotech flotation to take place in Frankfurt, however, Wilex was the last drug developer to venture on the German stock exchange in 2006. Since then biotech companies have steered clear of Frankfurt, but Brain AG could be the company to break the ice. “The time is ripe for a bioeconomy IPO in Germany. We believe Frankfurt, as a financial centre, is strong enough. We don’t see any reason why the bioeconomy should not be represented here,” Brain AG’s CEO Jürgen Eck told biotechnologie.de. For a long time now, the German stock exchange has tried to appeal once more to technology companies. Most recently, the German Stock Exchange Venture Network was launched to facilitate growth financing. A listing in the US was out of the question. “The aim of our IPO is a significant capital increase to finance our growth. We are not looking for an exit strategy,” explained Eck.

IPO for industrial biology in Germany

As stated in the German newspaper Handelsblatt Brain AG’s IPO is planned to take place in February. ODDO Seydler Bank AG is acting as Sole Global Coordinator and Bookrunner in the transaction. Blaettchen Financial Advisory GmbH is supporting the Company as IPO consultant and wants to open the company up to institutional and other private investors. “Now we are ready to increase our independence on the financing side, in order to properly benefit from the tailwind in our industry. The planned IPO will bring the expansion of our company an important step forward,” stresses Eck in a press release. The proceeds from the IPO – a sum in the tens of millions is expected – will be invested in the further expansion of research collaborations as well as in the continued development of its products on a more global scale, i.e. beyond the German-speaking countries and Europe. Brain AG focuses above all on biobased ingredients for the food industry, specialty chemicals and the cosmetic industry. According to Jürgen Eck, several new product launches are on the horizon, such as a natural product as a salt substitute. “This is currently in advanced consumer tests,” says Eck.

Existing shareholders to stay on board

Currently, the company says 51% of Brain AG’s share capital is held by the family office MP Beteiligungs GmbH, around 20% by MIG, a group of venture capital funds, and the remaining 29% is in the hands of the founders and the senior management. The “original shareholders” will, according to company information, continue to hold a significant stake in the company after the planned IPO, which is today a corporation of six companies with a total of 240 employees. The offer will consist of initial public offerings in Germany and Austria and private placements in certain jurisdictions outside of these countries, as well as outside the US. Ten percent of the shares offered will be reserved for retail investors. Plans are being made to provide dedicated subscription channels – also via the company itself – for this particular purpose. Overall, the IPO proceeds will reach the double-digit million range, say company insiders. It will be the first German biotech IPO from a company that does not develop medicines, but develops biobased industrial solutions for a variety of industries.

Brain AG is pioneering the bioeconomy

Brain AG is a German model company in bioeconomy. The speciality of Brain’s employees: to develop untapped, powerful enzymes, microbes or natural materials and make them commercially useful. Whether in the cosmetic industry biomining, or natural products chemistry the objective pursued is the same in each case. On the basis of its microbe archive, either classic chemical processes are replaced by resource-efficient bio-based procedures, or by borrowing from nature’s toolbox, entirely new products with superior characteristics can be created. According to the company, its overall economic performance in the financial year 2015/15 was 25.7 million euros in total. The division “Bioindustrial”, which focuses on the development and marketing of its own products makes up more than half of the Group’s operating performance, accounts for 53% in the fiscal year. And then there are the proceeds from the business unit “Bioscience”.

Brain AG: From research partner to corporation

In recent years, with the knowledge of microbial diversity, Brain AG has established itself as a strategic research partner for the industry and is now working together with more than a hundred companies, including many industry giants such as Evonik, BASF, DSM and Symrise. The Zwingenberg group is involved in a whole range of industries: from chemistry, nutrition and cosmetics to the mining industry. The Group has also made the headlines among other things when they formed an alliance called “Natural Life Excellence Network 2020” (Natlife2020), which was coordinated by Brain AG and funded by the Federal Ministry of Research, for which they received several million euros. In August 2015, the company announced that biobased ingredients for food – such as special enzymes for the production of lactose-free dairy products – is another of the Group’s research areas.

Obtaining majority stakes to grow

In recent years, Brain AG has continued to establish itself increasingly through acquisitions in five majority as well as two minority stakes. Based on this strategy, the company has set itself up further in the value chain and has acquired more expertise in several areas ranging from production to sales. Recently, the Zwingenberg corporation took over 51% of Weissbiotech GmbH in Ascheberg near Munster and the white biotech France Sarl in Chanteloup-en-Brie, near Paris, to jointly conquer the market in industrial enzymes. In mid-2014, the natural stone specialist Analyticon from Potsdam was brought into the Group. In 2012, Brain AG gained a portfolio of cosmetic companies, however not to develop its own products, but to manufacture them and bring to market. Now the company plans to succeed in the field of nutrition – such as natural food ingredients – or in medical technology. “In the future we want to, for example, get involved in the field of wound care and establish market entry,” Eck stressed in summer when he took on the role of CEO at the company. With the planned IPO, the Group announced that from the 1st January 2016, former supervisory board member Georg Kellinghusen would be appointed as CFO.

Over the past ten years, an international team of plant scientists have put great faith in decoding the wheat genome. Now the International Wheat Genome Sequencing Consortium (IWGSC) has announced that that it will be able to present the complete sequence of bread wheat by 2017. The scientists are convinced that the knowledge of the molecular blueprint of the crop will spur the development of new resistant and high-yielding varieties of wheat.

The decoding of the wheat genome is a herculean task. With 17 million base pairs (17Gb), the bread wheat genome (Triticum aestivum) is not only almost six times as large as the genetic material of humans, it is also extremely complex. In each cell six copies of the genome are present. Researchers have been trying to figure out the molecular blueprint of the crop since 2005. Under the umbrella of the International Wheat Genome Sequencing Consortium (IWGSC), 1,100 researchers from 55 countries are working together on the project, including scientists from the Leibnitz Institute for plant genetics and cultivated plants in Gaterleben (IPK). Currently, 14 of the 21 chromosomes have been identified, to which the scientists at the IPK have contributed significantly. Plant genecist Nils Stein from the IPK who is co-leading the collaborative with his colleagues in Canada and the US, coordinated and carried out the first pan-genomic wheat sequences so that the first look into the organisation of this very complex genome was possible.

New analysis technology furthers genome decoding

Thanks to a new analysis method, after ten years the researchers from Leibniz are close to reaching their goal. The reason: with the help of the Israeli company NRGene, a subproject on genome sequencing the bread wheat “Chinese Spring” can be decoded sooner than planned. Stein now estimates that by this means the complete wheat DNA will be decoded by 2017 at the latest.

Composing data records faster

“The procedure enables much faster and a better composition of comprehensive Illumina sequence data. The new bread wheat de novo shotgun assembly made by NRGene represents a major breakthrough for the IWGSC integrated strategy towards delivering a high quality reference sequence for each of the 21 bread wheat chromosomes,” explains Nils Stein. Before the complete genetic blueprint has been discovered the information on every single chromosome has to be pieced together like a puzzle with a reference sequence. Even the chairman of the international consortium believes the two-year goal is realistic. Kellye Eversole welcomed the results: “The preliminary results obtained by NRGene are impressive. We have been waiting for a number of years to have a high quality whole genome sequence assembly that would complement our chromosome based strategy and accelerate the delivery of the sequence, and in all likelihood deliver a high quality reference sequence for the wheat genome in less than two years.”

New perspectives for plant breeding

The reference sequence of the wheat genome allows plant researchers and breeders, in particular, the opportunity to understand the genetic blueprint of this important agricultural crop for the first time. “This new wheat genome sequence will provide wheat researchers with an exciting new resource to identify the most influential genes important to wheat adaptation, stress response, pest resistance, and improved yield,” stresses Curtis Pozniak, project leader am Crop Development Centre at the University of Saskatchewan. The results of the sequencing of the wheat genome are currently being presented at the 24th Plant & Animal Genome Conference in San Diego.

In its 81st year, the world’s largest trade fair of its kind has met a record: 1,660 exhibitors from 65 countries are represented this year at the annual event. The Green Week, however, is not just about displaying culinary delights from all over the world; the bioeconomy has also found a firm foothold at the international exhibition. Once again visitors will be convinced at how biobased raw materials are becoming increasingly more common in our daily lives at the specialist trade fair within the Green week for bioeconomy – nature.tec in Hall 4.2. An exhibition put on by the Bioeconomy Council and the “renewable office” has already attracted a large number of visitors.

Whether its exotic crustaceans, kerosene mangos from Sierra Leone, Moroccan saffron or Bavarian beer (the German beer-purity law turns 500 years old this year), the International Green Week is a paradise of all culinary delights and now in its 81st year truly deserves its reputation as the world’s largest gourmet-exhibition. In addition to sensations for discerning taste buds, the Green Week is also the world’s largest trade fair for agriculture, nutrition and horticulture, and is likely to pull in around 400,000 visitors again this year. Organisers of the fair are the German National Farmers’ Union and the Federation of German Food and Drink Industries (BVE).

Bioeconomy’s special exhibition

Participating for the ninth time is the special bioeconomy exhibition nature.tec held within the framework of the International Green Week. In Hall 4.2, the focus is on the efficient and renewable use of biobased raw materials. Organised by the Agency of Renewable Resources (FNR), the National Farmers’ Union and the Federation of Bioenergy, many companies and research institutes will present biobased products from agriculture and forestry for the textile, building and automobile industries. From the cultivation of suitable power and industrial plants, raw material extraction and processing, through to electricity, heat and fuel production – all levels of the production chain are represented at the specialised bioeconomy trade show.

Building with wood

Wood as a natural raw material has been regarded as a versatile building material for a long time. But it is increasingly experiencing competition. Natural insulating materials made from flax or hemp, flooring made from linoleum, sisal or cork, natural paints and plaster with binding agents from linseed oil or pigments from plant dyes, offer a wide variety of building materials for interior and exterior designs. With its travelling exhibition BAUnatour, homeowners are demonstrated the highest structural standards of renewable materials. From inside the mobile exhibition van, independent experts share information about the benefits and properties of natural building materials.

Viele Frauen träumen von langen und dichten Wimpern. Die Kosmetikindustrie bedient sich hierbei einem Mittel, das aus der Augenheilkunde bekannt ist: Prostaglandin. Das Gewebehormon wird seit Langem in Augentropfen zur Behandlung des grünen Stars eingesetzt und hat den Nebeneffekt, Wimpern wachsen zu lassen. Herkömmliche Wimpernseren mit dem in abgewandelter Form eingesetzten Gewebehormon versprechen ein Wimpernwachstum von 80 Prozent innerhalb von 30 Tagen. Experten warnen jedoch vor den Nebenwirkungen der wimpernverlängernden Seren. So könnte sich der Augeninnendruck erhöhen, wenn die Flüssigkeit ins Auge kommt. Auch sind Rötungen und ein Brennen der Augen sowie Verfärbungen der Wimpern und des Augenlids möglich.

Natürlich und ohne Nebenwirkungen

Forscher am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm haben nun einen rein pflanzlichen Wirkstoff entdeckt, der ebenfalls die Wimpern wachsen lässt. Um welche natürliche Substanz es sich dabei handelt, wollen die Forscher derzeit noch nicht offenlegen. Doch die Tests mit dem neuartigen Wimpernserum sind vielversprechend. „Unsere Arbeiten zeigen, dass die neue Formulierung Ergebnisse liefert, die vergleichbar mit denen von Prostaglandinprodukten sind“, so der Leiter der Abteilung Biomaterialien und Healthcare am IAP, Joachim Storsberg. Die Wimpern wachsen zwar etwas langsamer, dafür traten keine Nebenwirkungen auf.

Studentin für Erfindung ausgezeichnet

Das neuartige Wimpernserum wurde von der Studentin Mine Kaya im Rahmen ihrer Bachelorarbeit in Storsbergs Abteilung entwickelt und untersucht. Dafür wurde sie von der Vereinigung der Seifen-, Parfüm-, Kosmetik- und Waschmittelfachleute SEPAWA mit einem Förderpreis ausgezeichnet. „Gerade sind wir dabei, unsere Verfahren für die Anwendung zu optimieren. Zudem entwickeln wir noch weitere naturbasierende Alternativen zu den Prostaglandin-Präparaten“, sagt Storsberg.

Die Kreuzung zweier Maislinien, die über Generationen hinweg durch Inzucht kleinwüchsig und ertragsarm wurden, bringt manchmal äußerst starke, ergiebige und gesunde Nachkommen hervor. „Wie dieser sogenannte Heterosis-Effekt funktioniert, kann bis heute niemand erklären“, erläutert Albrecht Melchinger vom Fachbereich Angewandte Genetik und Pflanzenzüchtung der Universität Hohenheim die rätselhafte Eigenschaft. Gleichwohl ist der Effekt bereits wichtiger Faktor für die Züchtung von Hochertragssorten geworden.

Verbundprojekt für die Mais-Züchtung

Bereits seit sechs Jahren versuchen die Forscher im Rahmen des Verbundprojekts GABI-ENERGY, den molekularen Ursachen des Heterosis-Effekts und seiner Rolle bei der Biomasseproduktion auf die Spur zu kommen. Bis Ende 2012 hat das BMBF dafür insgesamt rund 2,7 Millionen Euro investiert. Nun wird das Projekt und die Förderung fortgeführt, unter dem Namen OPTIMAL („Genetic and Biomarker-based Predictive Breeding of Maize Cultivars“). Pflanzenforscher des Leibniz-Instituts in Gatersleben und des MPI für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam-Golm sind ebenfalls daran beteiligt. Züchtungsfirmen aus Frankreich und Deutschland liefern die praktische Anwendung der Untersuchungsansätze und deren Auswertung. Das OPTIMAL-Projekt wird über drei Jahre vom BMBF mit weiteren 2,6 Millionen Euro unterstützt.

Für die Nahrungversorgung ist Hybridmais von enormer Wichtigkeit. Die Landwirtschaft hat dem Heterosis-Effekt dabei einiges zu verdanken – ohne ihn wäre die Züchtung neuer Hybride undenkbar. Nicht zuletzt, da es sich um eine zweigeschlechtliche Pflanze handelt, sind die Kombinationsmöglichkeiten bei der Kreuzung nahezu unbegrenzt. Mit statistischen Vorhersagen wollen die Genetiker diese Möglichkeiten auf ein sinnvolles Maß eingrenzen. Sie bedienen sich dabei auffälliger und eindeutig identifizierbarer Orte im Erbgut der Elternpflanzen. Da man diese sogenannten Marker nachverfolgen kann, lassen sich über die Vererbung bestimmter Gene immer genauere Vorhersagen treffen, wenn man die DNA der Elternpflanzen genau kennt. In der Genomforschung werden immer mehr dieser genetischen Marker identifiziert. Allerdings steuern so viele Gene den Heterosis-Effekt, dass es für Forscher sehr schwierig ist, hier Klarheit zu verschaffen.

Die Stoffwechselprodukte messen

Der Hohenheimer Forscher Melchinger konzentriert sich dabei auf die genetischen Informationen, die den Stoffwechsel der Maispflanze regulieren. Dieser wiederum lässt sich in hunderte einzelne Faktoren unterteilen, die Metabolite genannt werden: verschiedene Zucker, Aminosäuren und organische Säuren. Christian Riedelsheimer, Doktorand der Arbeitsgruppe, erwartet, dass sich beispielsweise die Zuckerkonzentration in den Blättern der Nachkommen nachweisbar erhöhen müsste, sofern sich der Heterosis-Effekt auch auf Ebene des Metabolismus der Pflanzen abspielt. Dieser Ansatz mache des Rätsels Lösung greifbarer, hoffen die Forscher, weil auf der Stoffwechselebene weitaus weniger Gene am Heterosis-Effekt beteiligt sind. „Wenn das so ist, lassen sich Rückschlüsse ziehen, die den Heterosis-Effekt der gesamten Maispflanze verständlicher machen“, erklärt Riedelsheimer.

Die Datenmengen, die durch genetische Analysen entstehen, können mit statistischen Verfahren ausgewertet und bestimmte Szenarien im Vorfeld modelliert werden. „Wir müssen heute nicht mehr alles auf Versuchsfeldern anpflanzen, um zu sehen, ob die Nachkommenschaft die gewünschten Eigenschaften besitzt. Wir können am Schreibtisch eine statistische Vorauswahl treffen“, so Melchinger. So könne die Züchtung einer neuen Maishybrid-Sorte künftig wohlmöglich von fünf Jahren auf nur drei verkürzt werden.

Gerste ist in Deutschland nach dem Weizen die wichtigste Getreidepflanze. Während Wintergerste überwiegend als Tierfutter verwendet wird, kommt Sommergerste vor allem für die menschliche Ernährung und als Braugerste für Bier zum Einsatz. Um dauerhaft gesunde und widerstandsfähige Pflanzen anzubauen ist es wichtig, die Resistenz der Gerstensorten gegen verschiedene Krankheitserreger ständig zu verbessern, da diese sich verändern und immer stärker ausbreiten. Das hat viele Gründe: Durch Importe neuer Pflanzen werden auch neue Erreger eingeschleppt – oder sie kommen auf ganz natürliche Weise in unsere Gefilde, etwa durch Wind. Klimatische Veränderungen beschleunigen und verstärken jedoch das Problem: „Durch die milden Herbsttemperaturen sterben Virenträger wie zum Beispiel Läuse nicht ab, sondern infizieren die Wintergerste“, erklärt Brigitte Ruge-Wehling, Züchtungsforscherin am JKI. „Die Pflanzen werden so geschwächt, sind empfänglicher für Pilzkrankheiten und Schäden durch Frost oder Wassermangel und bringen letztlich weniger Ertrag.“

Neue Krankheiterreger erfordern neue Resistenzen

Bislang stand für die Erschließung neuer Resistenzgene nur der primäre Genpool der Gerste zur Verfügung, nämlich die Kulturgerste selbst und eine mit ihr eng verwandte Unterart. Diesen Genpool nutzen Gerstenzüchter bereits seit Jahrzehnten als genetische Ressource. Durch die starke Verbreitung neuer Krankheitserreger wird es für eine nachhaltige Gerstenzüchtung zunehmend wichtiger, auch die Gerstenwildart H. bulbosum als Quelle für neue genetische Merkmale zu erschließen.

Die Aufgabe der Züchtungsforscher am JKI ist es, sogenannte molekulare Marker zu entwickeln. Marker sind kurze DNA-Abschnitte, deren Sequenz und Position im Genom den Züchtern genau bekannt sind. Zudem lassen sie sich mit einem Merkmal oder einer bestimmten Eigenschaft der Pflanze in Verbindung bringen. Die Marker sind nicht unbedingt identisch mit dem Gen für diese Eigenschaft, befinden sich aber immer in dessen Nachbarschaft. Sie dienen deshalb als Orientierung, gewissermaßen als Ortsschilder im Erbgut, die etwa auf ein Pilzresistenz-Gen hinweisen. Gelingt der Nachweis der flankierenden Ortsschilder (Marker), so ist mit hoher Wahrscheinlichkeit auch der Gen-Ort selbst in der Nähe. Die Daten über solche Kopplungen von Ort und Eigenschaft werden in Gen-Karten eingetragen, die es inzwischen von fast allen wichtigen Nutzpflanzen gibt.

Bisherige Forschungsarbeiten des Julius Kühn-Instituts haben gezeigt, dass die Gerstenwildart H. bulbosum zahlreiche züchterisch bislang noch nicht erschlossene Resistenzgene gegen gefährliche Krankheitserreger der Gerste trägt. Durch einen Vergleich des Erbguts der Kulturgerste mit der Gerstenwildart wollen die TRANS-BULB-Forscher neue Resistenz-Marker finden und mit ihrer Hilfe die dazwischen liegenden, neuen Resistenzgene ins aktuelle Zuchtmaterial einkreuzen. Seit Januar 2012 unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Vorhaben mit rund 600.000 Euro im Rahmen der Förderinitiative „Pflanzenbiotechnologie der Zukunft“. Beteiligt sind neben dem JKI das Leibniz Institut für Kulturpflanzenforschung (IPK), die Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) Freising-Weihenstephan sowie sechs deutsche Gerstenzüchtungsunternehmen.

Schneller und präziser testen

„Der Vorteil dieser Methode ist, dass in der Züchtungspraxis zeitaufwändige Resistenztests auf ein Minimum beschränkt werden können. Schon am ersten Blatt der Kreuzungsnachkommen lässt sich bereits die DNA isolieren und feststellen, ob sie auf ihren Chromosomen die Segmente der Gerstenwildart tragen, die die Resistenz bedingen oder nicht. Das spart Zeit“, sagt Forscherin Brigitte Ruge-Wehling. Sie ist für die Herstellung der Marker verschiedener Resistenzen verantwortlich ist. Weitere Kollegen vom JKI führen Resistenztests gegen Viren und Nematoden durch, um das Vorhandensein der Marker mit der jeweiligen Resistenz in Beziehung setzen zu können.

Am Ende des Projekts sollen die DNA-Marker den Züchtungsbetrieben als Werkzeuge zur Verfügung gestellt werden. Damit können diese schnell und mit hoher Vorhersagegenauigkeit Gerstenpflanzen mit den gewünschten neuen Resistenzen auslesen und die Züchtung neuer Sorten vorantreiben.

Autorin: Fabienne Hurst

Kerstin Kaufmann liebte schon als Kind den großen Garten ihres Elternhauses in der Altmark in Sachsen-Anhalt. Nicht nur für die lebendige Pflanzenpracht hat sie ein Faible entwickelt. Auch für alte botanischen Atlanten und Naturkunde-Bücher kann sie sich begeistern. „Es ist die Vielfalt der Blütenfarben und -formen, die mich fasziniert“, sagt Kaufmann. Doch eine Blüte ist nicht nur äußerlich betrachtet ein Meisterwerk. Sie ist das Ergebnis eines komplexen Entwicklungsvorgangs, in der Hunderte Gene und Proteine räumlich und zeitlich fein aufeinander abgestimmt in Aktion treten. Wie bei einem Orchester gibt es auch bei der Blütenentwicklung dabei einige Akteure, die den Einsatz geben. Zu den wichtigsten „molekularen“ Dirigenten in der Blüte gehören sogenannte Transkriptionsfaktoren. Es sind Proteine, die an die DNA andocken und dort andere Gene gezielt an- und abschalten.

Vielschichtiges Konzert mit Hunderten von Faktoren

Wie funktioniert das molekulare Zusammenspiel in der Blütenentwicklung? Gibt es bestimmte Meister-Regulatoren in der Welt der Pflanzen? Diese Fragen haben Kerstin Kaufmann nicht mehr losgelassen, seit sie als Braunschweiger Biologiestudentin bei einem einjährigen Aufenthalt 1999 im schwedischen Uppsala mehr über die Evolution der Blütenentwicklung erfahren hatte. „Ich fand das extrem spannend und habe dann zurück in Deutschland nach Forschern gesucht, die sich hierauf spezialisiert hatten“, erzählt sie. Am Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung in Köln wurde sie in dem Pflanzengenetiker Günter Theißen fündig, der kurz darauf an die Universität Jena wechselte. Mit im Gefolge: Kerstin Kaufmann, die sich sowohl in Diplom- wie auch in der Doktorarbeit damals schon mit Schlüsselregulatoren der Blütenentwicklung, den sogenannten MADS-Box-Faktoren beschäftigte.

Jeder Zelltyp hat eigenes regulatorisches Profil

Das Lieblingsstudienobjekt der Biologin ist die Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana. Die kleinen, weißen Blüten der mit Raps verwandten Pflanze können optisch zwar nicht mit prächtigen Orchideen oder Löwenmäulchen mithalten. Dafür sind die Pflänzchen ideal für genetische Experimente geeignet. In keiner anderen Pflanze sind deshalb die Schlüsselfaktoren für die Blütenentwicklung so detailliert beschrieben wie bei Arabidopsis. „Wie das Zusammenspiel der Hauptschalter auf molekularer Ebene funktioniert, darüber wissen wir jedoch kaum etwas“, betont Kaufmann. Mit einem Arsenal an neuesten molekularbiologischen Methoden will die Forscherin deshalb klären, wie genau Transkriptionsfaktoren an bestimmte Erbgut-Abschnitte binden und welche Gene sie an- oder ausknipsen. Bei dieser Detektivarbeit kommt Hightech zum Einsatz: Sequenziertechniken der neuesten Generation, Proteomanalysen und Chromatin-Experimente. „Ohne einen Blick auf die Epigenetik kann man das molekulare Geschehen nicht verstehen“, betont Kaufmann. Ihre Vision: „Wir versuchen, für jeden Zelltyp in der Blütenentwicklung eine regulatorische Signatur zu ermitteln“, so die Biologin.

Einem Meister-Regulator auf der Spur

Einem Master-Regulator namens AP1 ist Kaufmann bereits während ihrer Postdoc-Zeit ab 2005 an der Universität Wageningen in den Niederlanden auf die Spur gekommen, was ihr einen Artikel im Fachjournal Science (2010, Bd. 328, S.85) einbrachte. Marie-Curie-Stipendiatin Kaufmann hat sich dabei in der Universitätsstadt Wageningen äußerst wohl gefühlt. „Die direkte und offene Art der niederländischen Kollegen, aber auch den gebotenen Freiraum zum Forschen habe ich sehr geschätzt“, so die Entwicklungsbiologin. Seit 2011 baute sie eine eigene Arbeitsgruppe in Wageningen auf, wurde Assistant Professor, eine Tenure Track-Option bot die Aussicht auf eine langfristige Stelle. „Doch ich war neugierig auf was Neues“, erzählt Kaufmann. Es eröffnete sich die Möglichkeit, wieder nach Deutschland zurückzukehren: mit einer Bewerbung um den Sofja Kovalesvskaja-Preis der Alexander von Humboldt-Stiftung.

Genomschere CRISPR-Cas erfolgreich eingesetzt

Und im Sommer 2012 gab es Post: Kaufmann bekam den Zuschlag für den drittgrößten in Deutschland vergebenen Forscherpreis: finanziert für fünf Jahre konnte sie so als Gastforscherin bei Bernd Müller-Röber am Institut für Biochemie und Biologie der Universität Potsdam nach weiteren Schlüsselregulatoren der Blütenentwicklung fahnden. „In Potsdam gibt es für Pflanzenforscher eine Super-Infrastruktur“, sagt Kaufmann.

Ein ideales Umfeld, das sie für wichtige Entdeckungen nutzen konnte. „Wir haben in den vergangenen Jahren immer besser verstanden, wie der regulatorische Code in den verschiedenen Blütenorganen funktioniert“, berichtet sie. Hierbei ist ihr Team insbesondere einigen epigenetischen Masterregulatoren auf die Spur gekommen. Um sie aufzuspüren, bediente sich ihr Team der Genomschere CRISPR-Cas9, der derzeit wohl angesagtesten molekularbiologischen Technik. „Auch für unsere Arbeit ist dieses Werkzeug revolutionär, weil wir damit nicht-invasiv spezifische Mutationen im natürlichen Erbgut-Kontext auslösen können“, sagt Kaufmann. Das führe zu deutlich aussagekräftigeren Erkenntnissen.

Ihre Forschungen wird die Pflanzenwissenschaftlerin künftig im hochmodernen Rhoda-Erdmann-Haus der Berliner Humboldt-Universität fortführen. Dort ist Kerstin Kaufmann seit Oktober 2016 Professorin für Pflanzliche Zell- und Molekularbiologie. Gemeinsam mit ihrem zehnköpfigen Team, das mit aus Potsdam in die Hauptstadt gewechselt ist, will sie fortan auch in Berlin-Mitte das molekulare Konzert der Blütenentwicklung entschlüsseln.

Autor: Philipp Graf

„Das ist einfach toll, man ist kreativ, sitzt nicht am Computer, man kann feilen, sägen, löten, hämmern, und am Schluss nimmt man etwas mit nach Hause, woran man sich erfreuen kann.“ In den fünf Jahren, die Barbara Reinhold einen Kurs bei einer Goldschmiedin besucht, hat sie schon einige Ringe und Ketten angefertigt. Und immer nach eigenen Entwürfen: „Das ist so ähnlich, wie wenn man ein Experiment plant – man muss sich genau überlegen, wo sich Schwierigkeiten verbergen könnten und welchen Schritt man zuerst geht.“ Am liebsten fasst sie geschliffene Halbedelsteine in Gold.

Arbeiten in Asien und Afrika

Da trifft es sich gut, dass die agile Forscherin regelmäßig Expeditionen nach Namibia unternimmt, wo es große Vorkommen an solchen Mineralien gibt. Gerade ist sie wieder aus dem südafrikanischen Staat zurückgekehrt. Mit Wissenschaftlern der Universität Windhoek pflegen sie und ihr ebenfalls forschender Ehemann Thomas Hurek eine fruchtbare Zusammenarbeit.

Seit einem Jahr nun wollen sie mit Bauern vor Ort die Kultivierung von Hülsenfrüchten etablieren, die mit Knöllchenbakterien, so genannten Rhizobien, eine Symbiose eingehen. In unseren Breiten wird das Saatgut von Hülsenfrüchten schon seit Jahrzehnten mit den Bakterien behandelt, mit dem Effekt, dass Bohnen, Erbsen und Co. an den Wurzeln Knöllchen bilden, in denen die Bakterien leben und aus der Luft Stickstoff binden, mit dem sie wiederum die Pflanze versorgen. Das ist eine umweltschonende Methode, denn damit muss der Stickstoff, der für das Pflanzenwachstum unerlässlich ist, nicht über Dünger zugeführt werden.

„In den kargen Böden im südlichen Afrika allerdings bilden die Pflanzen aus uns bisher unbekannten Gründen kaum Symbioseknöllchen. Wir versuchen da die passenden Bakterien zu isolieren und den Bauern zu helfen, einen besseren Stickstoffeintrag auf ihren Feldern zu bekommen.“ Zunächst, so Reinhold, sei es jedoch schwer gewesen, die Landbevölkerung von diesen neuen Methoden zu überzeugen. Die gute Kooperation mit Forschern vor Ort sowie mit Anthropologen und Ethnologen sei dabei sehr hilfreich, um das Vertrauen der Bauern zu erlangen.

Knöllchenbildung in Getreidepflanzen übertragen

Ihren eigentlichen Schwerpunkt legt Reinhold jedoch auf die Genomforschung an Reis und anderen Getreiden. Dieses Thema zieht sich schon seit der Doktorarbeit Mitte der 80er Jahre durch ihr Forscherleben und brachte viele Aufenthalte in Asien mit sich. Anders als bei den Hülsenfrüchten gibt es jedoch keine Gräser oder Reissorten, die zu dieser Knöllchenbildung in der Lage sind. Aber ihre Wurzeln beherbergen durchaus Bakterien, die im Wurzelinnern leben und dort auch Stickstoff binden können, in einigen Wildgräsern sogar sehr effizient. Die Mikrobiologin untersucht darum die genetischen Bedingungen sowohl bei den Pflanzen als auch bei den Bakterien, um deren Kooperation im Wurzelinnern zu verstehen und zu verbessern. „Wir haben ja einen Ozean von Stickstoff um uns, denn die Luft besteht zu 78 Prozent daraus. Für die Pflanzen allerdings ist der bisher nicht nutzbar.“

Um dieses System, das bei den Hülsenfrüchten funktioniert, auch in Getreide einzubringen, seien auch weitere Szenarien denkbar. Zum einen könne man versuchen, die Wildreispflanzen, die eine Symbiose mit den Bakterien ausbilden, mit Kulturpflanzen zu kreuzen. Das sei aber ein Unterfangen, bei dem der Zufall regiert. Darum bevorzugt Reinhold den Ansatz, die Gene, die in den passenden Wildreissorten für diese Symbiose zuständig sind, zu isolieren und in die Kulturpflanzen einzubringen. Möglich sei auch, das genetische System für die Knöllchenbildung aus den Hülsenfrüchten oder sogar die entsprechenden Enzyme der Bakterien in das Genmaterial der Getreide zu überführen. Das bedeute allerdings einen erheblichen Eingriff in das genetische Material der Pflanzen, „und da glaube ich nicht, dass die Verbraucher das akzeptieren würden“, so Reinhold.

Solchen transgenen Pflanzen steht sie selbst sehr positiv gegenüber – „so lange man darauf achtet, dass keine schädlichen Wirkungen entstehen wie die Produktion von Allergenen.“ Der Vorteil dieser Methoden liege nämlich darin, dass in die Pflanzen nicht – wie bei der Kreuzung – eine Vielzahl unbekannter oder gar unerwünschter Gene eingebracht wird. Deshalb hofft sie, dass der Ruf transgener Pflanzen über einen verantwortungsvollen Umgang seitens der Forscher und eine wohlinformierte Debatte „ohne Glaubenskriege fernab wissenschaftlicher Fakten“ verbessert wird. (Dieser Text wurde veröffentlicht am 30.05.2012).

Autorin: Anke Wilde

„Forschung funktioniert selten wie am Schnürchen, es gibt lange Durststrecken und selten Höhen“, erzählt die Wissenschaftlerin. Die Kunst an der Forschung sei es, durchzuhalten, neue Ansätze zu versuchen und nicht so schnell aufzugeben. Diese Einstellung hat die 63-jährige Mikrobiologin weit gebracht – zu den Stationen ihrer Forscherkarriere gehören Berlin, das Cold Spring Harbor Laboratory auf Long Island, und die LMU München. Die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina würdigte ihre herausragenden Arbeiten auf dem Gebiet der Phagen- und Pilzgenetik im September 2011 mit der Mendel-Medaille. Mit dieser Auszeichung ehrt die Leopoldina Pionierleistungen auf dem Gebiet der allgemeinen und molekularen Biologie.

Mit Phagen zu faszinierenden Erkenntnissen

Mit Phagen – also Viren, die Bakterien befallen – bekam Regine Kahmann es erstmals Ende der 1960er Jahre während ihres Biologie-Studiums an der Universität Göttingen zu tun. „Phagen sind ein tolles genetisches Modell, hier hatten wir innerhalb weniger Tage Erkenntnisse. Im Vergleich zur Forschung mit Maus oder Pflanzen ist das wahnsinnig schnell“, betont die Forscherin. Die Arbeiten mit den Bakterien-Viren sollten sie noch viele weitere Jahre begleiten. So konnte Kahmann bei Studien zur Rekombination des Phagen Mu nachweisen, dass die Entscheidung des Phagen zum Befall eines mikrobiellen Wirts von dem Gin-Protein des Virus und dem FIS-Protein des Wirtsbakteriums abhängig ist. Vor 15 Jahren konzentrierte sich Kahmann auf ein neues Studienobjekt: Bis heute widmet sie sich ausgiebig der Interaktion von pflanzenpathogenen Pilzen mit ihrem Wirt – und das ebenfalls erfolgsgekrönt.

Dem Maisbrand-Pilz auf der Spur

Es geht dabei insbesondere um den Pilz Ustilago maydis, ein Schädling, der bei Maispflanzen unschöne, schwarze, tumorartige Gebilde auf den oberirdischen Teilen auslöst. Die Schäden sind für Landwirte nicht gravierend, Jubel ruft der Befall hierzulande jedenfalls nicht hervor. „Ganz anders in Mexiko“, erzählt Kahmann, „hier sind die schwarzen Maistumoren eine Delikatesse. Die Mexikaner infizieren den Mais absichtlich und verkaufen die Geschwüre zu hohen Preisen.“ Die Mikrobiologin Kahmann interessiert sich indes weniger für die kulinarischen Vorzüge des Pilzes. Sie erkundet mit ihrem Team, wie der Krankheitserreger es schafft, im Inneren einer Maispflanze zu wachsen. Der Pilz wird interessanterweise nur pathogen, wenn er sich fortpflanzt. Die Leiterin der 50 Mitarbeiter zählenden Abteilung am Max-Planck-Insitut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg konnte zeigen, wie es dem Schädling gelingt, die Maispflanze zu infizieren. „Rückblickend kann ich sagen, dass unsere Untersuchungen an Ustilago maydis dazu geführt haben, dass wir die dort ablaufenden genetischen Prozesse so langsam verstehen“, so die Wissenschaftlerin. Sie ist wirkt auch im Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und im Senat der Max-Planck Gesellschaft.

Das Team um Kahmann hat bisher an die 200 neuartige Proteine gefunden, die die Interaktion von Pilz und Pflanze steuern. Im vergangenen Jahr publizierte Kahmann-Labor einen wichtigen Fachartikel in Nature (2011, Bd. 478, 395-398). Höchst interessant ist, dass diese Proteine keine Ähnlichkeit zu bisher bekannten Eiweißen haben. „Wenn ich es noch schaffe, die Funktion von zehn dieser Proteine aufzuklären und zu verstehen, dann bin ich sehr zufrieden. Ich bin mir heute schon sicher, dass wir bei jedem der zehn Moleküle Überraschungen erleben werden“, so die Genetikerin. „Zum Glück habe ich aber tolle, jungen Mitarbeiter, die eine wissenschaftliche Karriere anstreben und die werden diese Dinge weiter verfolgen.“

Grundlagenforschung wird für die Industrie interessant

In Zukunft könnten die Ergebnisse der Marburger Pilzforscher auch für die Industrie interessant werden, doch momentan steht das für Kahmann nicht im Vordergrund. „Die neuartigen Proteine sind natürlich hochinteressant, es sind langfristig fantastische Zielmoleküle für den Pflanzenschutz“, erklärt Kahmann. Aber für eine industrielle Anwendung ist es momentan noch zu früh, denn erst müssen die Forscher ihre Hausaufgaben machen und die molekularen Angriffsorte dieser Moleküle in der Pflanze herausfinden und genau charakterisieren. (Der Text wurde veröffentlicht am 21.03.2012).

Autorin: Andrea van Bergen

Was passiert, wenn immer mehr Land für den Anbau von Energiepflanzen genutzt wird? Wie verändert ein höherer Anteil an Bioenergie die Energiewirtschaft? Was kann getan werden, um unsere begrenzten Ressourcen Energie, Land, Wasser und Nährstoffe effizienter zu nutzen? Statt Tarotkarten und Pendel benutzt das Team um Christine Rösch seriösere, aber nicht weniger spannende Methoden, um Dinge vorherzusagen. Die ITAS-Wissenschaftler entwerfen Zukunftsbilder und untersuchen die Effekte neuer Technologien und Entwicklungen in diesen Szenarien. So kann ausgelotet werden, wie wissenschaftliche Fortschritte auf Umwelt und Gesellschaft wirken.

Für Christine Rösch ist das ein Traumjob: Die Arbeit am ITAS ermöglicht der Biologin zusammen mit Physikern, Geologen, Sozialwissenschaftlern und Ingenieuren zu arbeiten. „Wer disziplinär arbeitet, befasst sich oft nur mit einem Mikrokosmos“, sagt Christine Rösch. „Wir haben die Möglichkeit, die großen Zusammenhänge in den Blick zu nehmen. Am ITAS werden zudem aktuelle, gesellschaftlich relevante Themen bearbeitet. Durch den Themenwechsel ist die Arbeit sehr abwechslungsreich.“

Neue Energiehoffnung: Biomasse aus Algen

Ein Dauerbrenner unter den Themen ist die Energiegewinnung auf der Basis nachwachsender Rohstoffe. Derzeit ist Christine Rösch Leiterin des EU-Projektes „EnAlgae“ („Energetic Algae“), in dem ein internationales Team vier Jahre lang daran arbeitet, die Entwicklung einer Biomasseproduktion aus Algen voranzutreiben. Die grünen Winzlinge sind für die Energiegewinnung besonders geeignet: Sie können fünfmal so viel Sonnenlicht in chemische Energie umwandeln wie Raps und Mais und dabei große Mengen an CO2–Emissionen aus Energie- und Industrieanlagen aufnehmen. Auch aus Nachhaltigkeitssicht haben Algen enorme Vorteile, sagt Rösch, denn sie benötigten keinen landwirtschaftlich nutzbaren Boden, um zu wachsen. „Sie gedeihen sogar in Salz- und Abwasser und lassen sich in technischen Systemen kultivieren“, erklärt die Forscherin, „deshalb konkurrieren sie nicht mit der Nahrungsmittelproduktion.“ Die Algenforschung steht noch relativ am Anfang: Für die Umsetzung der Energiegewinnung aus Algen bedarf es großflächiger Kulturanlagen. Deren Voraussetzungen und Folgen sowie Akzeptanzfähigkeit werden am ITAS analysiert.

Karlsruhe, Berlin, Stuttgart – und zurück

Für Pflanzen hat sich Christine Rösch schon früh interessiert, ihre Eltern führten einen landwirtschaftlichen Betrieb. Nach ihrem Abitur in Ulm wollte sie eigentlich Tiermedizin studieren, doch der hohe Numerus Clausus hatte den Traum platzen lassen – zum Glück. Sonst hätte sie vielleicht nie ihr Interesse für die Energiegewinnung aus Grünpflanzen entdeckt. Nach dem Studium der Agrarbiologie an der Universität Hohenheim schloss Christine Rösch ihre Diplomarbeit an der University of Georgia ab und kam danach als wissenschaftliche Mitarbeiterin ans ITAS. Zehn Jahre später promovierte sie an ihrer Heimatuniversität zum Dr. sc. Agr. mit einer Arbeit zur Verwertung von Bio- und Grünabfällen. Sie arbeitete mehrere Jahre im Büro für Technikfolgenabschätzung beim Deutschen Bundestag und am Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung an der Universität Stuttgart. 2001 hat die Aussicht auf spannende Arbeit in einem bunt gemischten Team Christine Rösch wieder ans ITAS gelockt. Heute wohnt die zweifache Mutter in der Nähe von Karlsruhe, tanzt in ihrer Freizeit Zumba und spielt leidenschaftlich gerne Tennis.

Gemüseanbau auf Wolkenkratzern

In Zukunft möchte sich die Wissenschaftlerin gerne mit dem Thema „Skyfarming“ befassen, also mit dem Anbau von Gemüse auf Großstadtdächern. „Die Weltbevölkerung wächst, vor allem in den Großstädten, und pro Kopf steht immer weniger Ackerfläche zur Verfügung. Deshalb brauchen wir neue Ideen für eine umweltverträgliche und sichere Nahrungsmittelversorgung“, sagt Christine Rösch. Aqua-Kulturen könnten den Ackerboden teilweise ersetzen: Reis zum Beispiel müsse nur regelmäßig mit nährstoffreichem Abwasser besprüht werden, aber auch Tomaten könnten in Gebäuden wachsen. Wenn Gemüse direkt in der Stadt angebaut wird, fallen außerdem Lagerungs- und Transportkosten weg und es würden weniger Lebensmittelabfälle erzeugt. Eine futuristische Idee, die schon mancherorts ausprobiert wird. Erzählt Christine Rösch ihrer landwirtschaftlich versierten Eltern und Geschwistern vom Skyfarming, schütteln die nur lachend den Kopf. „Aber das ist ja gerade das Schöne an meinem Beruf“, sagt die Wissenschaftlerin, die sich selbst eher als Zukunftsforscherin sieht. „Ich kann mir verrückte Dinge anschauen und mutig sein in meinen Überlegungen.“ (Dieser Text wurde veröffentlicht am 29.02.2012).

Autorin: Fabienne Hurst

Die Potsdamer Biologin ist von der praktischen Bedeutung ihrer Arbeit überzeugt. „Die Sommer werden immer heißer und trockener, da ist es kein Wunder, dass die Stressresistenz in der Züchtungsforschung eine immer größere Rolle spielt.“ Das sieht die Alexander von Humboldt-Stiftung ähnlich und fördert deshalb die Forschung der Molekularbiologin an der Universität Potsdam für die nächsten fünf Jahre mit dem Sofja Kovalevskaja-Preis. Mit dem Preisgeld von rund 1,5 Millionen Euro finanziert Bäurle ihre neue Arbeitsgruppe. Mit ihren vier Mitarbeitern experimentiert sie an der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana). Der krautige Kreuzblütler ist das „Haustier der Pflanzengenetiker“, erklärt Bäurle. Die Pflanze ist zwar landwirtschaftlich unbedeutend, hat sich aber über Jahrzehnte als Modellorganismus in der Genetik etabliert. Die Forscherin betont: „Unsere langfristige Perspektive sind ganz klar stressresistente Nutzpflanzen.“

Pflanze erinnert sich an Kälteperiode

Viele Zuhörer würden die Stirn runzeln wenn sie vom Gedächtnis der Pflanzen erzähle, sagt Bäurle. „Doch auch ohne Nervensystem haben Pflanzen einen Mechanismus, der ähnlich wie ein Gedächtnis funktioniert, über den man aber eben noch sehr wenig weiß.“ Für ihren Postdoc ging Bäurle an das John Innes Centre im englischen Norwich. Ihr Forschungsschwerpunkt dort: die Vernalisation. Viele ein- und zweijährige Pflanzenarten blühen erst, nachdem sie eine andauernde Periode mit niedrigen Temperaturen durchlebt haben. Das verhindert, dass die Pflanzen bereits vor Wintereinbruch zu blühen beginnen. „Das ist ein klassisches Beispiel dafür, dass eine Pflanze eine Art Gedächtnis hat, denn das Ende des Winters und der Beginn der Blühphase können Monate auseinander liegen“, so Bäurle.

Mit ihrem Team verfolgt sie nun gleich mehrere Ansätze, um herauszufinden, warum bestimmte Pflanzen ein besseres Gedächtnis haben als andere und sich so besser an wiederkehrenden Umweltstress anpassen können. Ihre Hypothese ist, dass epigenetische Prozesse eine bedeutende Rolle spielen. Also Prozesse, die die Expression von Genen über Generationen hinweg verändern können, ohne die DNA-Sequenz zu modifizieren. „Bei unserem Modellorganismus sind wir in der glücklichen Lage, dass es für jedes bekannte Gen eine Mutante gibt, die man praktisch aus der Schublade ziehen kann“, sagt Bäurle. Derzeit sucht sie nach Mutanten, die schneller vergessen, dass sie Hitzestress ausgesetzt waren. So hofft sie, Regulatoren des Gedächtnisses zu finden, deren Funktion sie dann auf molekularer Ebene weiter erforschen wird. Gleichzeitig sucht sie mit ihrem Team aber auch nach bisher unbekannten Genen, die beim Gedächtnis der Pflanzen eine Rolle spielen könnten.

Vom britischen Norwich nach Potsdam

So flexibel Pflanzen auf Umweltbedingungen reagieren, so flexibel zeigt sich auch Isabel Bäurle in ihrer Forschung. Alte Annahmen werden ohne Reue über Bord geworfen, wenn sie sich als nicht mehr adäquat erweisen. Auch ihr Werdegang als Forscherin zeugt von dieser Flexibilität. Ihr Studium begann sie mit Deutsch und Französisch, wandte sich dann aber denjenigen Fächern zu, für die sie sich schon in der Schule am meisten begeistern konnte: Biologie und Chemie. Später war sie ein Jahr als Erasmus-Studentin in Italien. „Mich reizte einfach die Möglichkeit, eine neue Sprache zu lernen“, erinnert sie sich. Als sie allerdings merkte, dass sie dort wissenschaftlich unterfordert war, suchte sie sich kurzerhand einen Platz zur Mitarbeit in einem Labor. Ein kleine Kurskorrektur, die gleichzeitig entscheidend war: „Ich denke, damals bei der Laborarbeit habe ich den Reiz am Forschen entdeckt.“ Ihre Doktorarbeit führte sie in der Welt der Pflanzengenetik, mit Stationen in Tübingen und Freiburg.

Als Kovalevskaja-Preisträgerin 2010 ergab sich nun für Isabel Bäurle die Möglichkeit, von Großbritannien aus mit ihrem Forschungsprojekt an einer deutschen Forschungseinrichtung ihrer Wahl anzudocken. Potsdam ist für sie eine junge, dynamische Uni und auch durch das nahe Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam-Golm besonders attraktiv. „Aber ich will nicht verschweigen, dass es auch einen privaten Grund für die Ortswahl gab“, sagt sie und lacht. Ihr Mann hat Anfang dieses Jahres eine Professur für Genetik an der Universität Potsdam angenommen. Gemeinsam mit ihrer Tochter ist Bäurle vor wenigen Monaten nach Potsdam gezogen. Richtungswechsel stehen in dieser Hinsicht jetzt erst einmal nicht an. (Text veröffentlicht am 30.11.2010)

Autorin des Textes: Ute Zauft

„Die Entschlüsselung des Genoms von Nutzpflanzen wie Gerste und Weizen ist eine der großen Herausforderungen für die Bioinformatiker,“ erklärt Klaus Mayer, Gruppenleiter der 12-köpfigen Arbeitsgruppe „Pflanzliche Genomforschung“ am Institut für Bioinformatik und Systembiologie am Helmholtz-Zentrum München. „Das Genom des Weizens ist mit seinen 15 Gigabasen – das entspricht 15 Milliarden DNA-Bausteinen - ungefähr fünf mal so groß wie das menschliche Genom“, so der Forscher. Auch die Sequenz der Gerste lässt sich nicht lumpen: Immerhin hat es 1,8 mal mehr an Inhalt zu bieten als das menschliche Pendant. Doch Größe ist nicht alles, die Nutzpflanzen protzen mit großen Genomen, in denen sich aber nicht viel mehr Gene befinden. „Über 90% des Genoms sind angefüllt mit ähnlichen, sich wiederholenden Elementen,“ erklärt Mayer. Diese Überreste der Evolution machen das Zusammensetzen der sequenzierten Einzelteile enorm schwierig, denn die Forscher haben wenig Anhaltspunkte, die Abschnitte in der richtigen Reihenfolge aneinander zu fügen oder dem richtigen Chromosom zuzuordnen.

Die Kunst, die richtige Reihenfolge zu finden

Die Entschlüsselung des 280 Megabasen großen Genoms von Brachypodium distachyon, der Modellpflanze für Getreide, ist den Münchnern in Kooperation mit internationalen Forschungseinrichtungen erfolgreich gelungen und stellt die Grundlage zur Erforschung von weiteren Nutzpflanzen dar. „Die Sequenzierarbeit dafür wurde vom kalifornischen Joint Genome Institute durchgeführt und dauerte dank moderner Sequenziermaschinen lediglich zwei Wochen. Das Zusammenfügen des Sequenz-Puzzles am Computer und die Analyse von Genen und der Vergleich mit anderen Genomen nahm viel mehr Zeit in Anspruch,“ erinnert sich Mayer. Die Wissenschaftler können nun aus den Sequenzen folgern, dass mehrere zehntausend genetische Beziehungen zwischen Brachypodium, Reis und Weizen existieren.

Diese wissenschaftliche Leistung brachte eine Publikation im hochgeschätzten Wissenschaftsmagazin Nature (11. Februar 2009, Bd. 463, S. 763-767) ein. Die Sequenzen machen die Wissenschaftler frei zugänglich – eine Information, die für die Sequenzierung und Analyse von Gerste und Weizen wesentlich ist und von der mittelfristig auch Züchter profitieren. „Diese können beispielsweise gezielter Pflanzen züchten, die dem Klimawandel trotzen, resistenter gegen Krankheiten oder auf trockenen Böden wachsen“, sagt der 46-jährige Wissenschaftler, der über Umwege zur Forschung gelangte. Nach einer Ausbildung zum Chemielaborant machte er sein Abitur auf dem zweiten Bildungsweg und studierte anschließend Biologie in München. „Meinen einzigen 'Auslandsaufenthalt' hatte ich während meiner Promotion. Den verbrachte ich als Bayer im schwäbischen Tübingen,“ erzählt der Biologe mit einem Schmunzeln. Den Neckar verließ er vor zwölf Jahren wieder und ist seitdem am Institut für Bioinformatik und Systembiologie, zuerst am Max-Planck Institut für Biochemie und dann am Helmholtz-Zentrum München.

Weitere Sequenzierungsprojekte von Nutzpflanzen und Tieren

Die Computer in Mayers Arbeitsgruppe werden selten abgeschaltet. In diversen vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekten sind sie derzeit im Einsatz. So laufen die Analysen von Hühner- und Rindergenomen, die im Rahmen von SynBreed unterstützt werden. Darüber hinaus ist Mayer an der Sequenzierung des Gerstengenoms unter dem Dach der BMBF-Initiative "Genomanalyse im biologischen System Pflanze" (GABI) beteiligt. „Dieses Projekt ist bahnbrechend. Zusammen mit unseren Kollaborationspartnern haben wir einen Weg gefunden, um mit cleverer bioinformatischer Analyse einen Großteil der Gerstengene im Genom anzuordnen“, sagt der Familienvater und Bergliebhaber Mayer.

Mit einer gehörigen Portion Ausdauer kommt Mayer seinem Ziel, möglichst viele Genome zu entziffern, Schritt für Schritt näher: Seine Vision ist es, eine synergetische Plattform für die verschiedensten Arten und Varietäten zu etablieren die erlauben, die molekularen Unterschiede zwischen verschiedenen Pflanzen und Tieren zu untersuchen. (Dieser Text wurde am 27.04.2010 veröffentlicht).

Autorin des Textes: Andrea van Bergen

Die fünfte Ausgabe der „Conference on CO₂ as Feedstock for Fuels, Chemistry and Polymers” am 6. und 7. Dezember hatte rund 180 Experten aus 20 Ländern angelockt. Das Nova-Institut hatte die Veranstaltung organisiert. Die Teilnehmer einte die Sicht, aus dem Zuviel an Kohlendioxid in der Atmosphäre eine Tugend zu machen - und das Gas als Rohstoff oder Baustein für innovative Produkte in der Chemie- und Energiewirtschaft zu nutzen.

Die Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen ist entscheidend für eine insgesamt nachhaltige Stromversorgung mit niedrigem CO₂-Ausstoß. Überschüssige Energie aus Windkraft und Co. könnte dann für Zeiten aufgespart werden, in denen die Produktion die Nachfrage nicht decken kann. Bedingt durch die Schwankungen bei Wind und Sonneneinstrahlung müssen bisher noch konventionelle Kraftwerke für Stabilität im Stromnetz sorgen.

Fieberhaft wird an der effizienten Umwandlung von elektrischer Energie in eine geeignete Speicher-Form geforscht, die möglichst selbst nicht auf fossilen Brennstoffen beruht. Vielversprechend sind sogenannte Power-to-liquid und Power-to-gas-Technologien, bei denen erneuerbare Quellen genutzt werden, um elektrische Energie in Form von Biokraftstoff oder Biogas zu speichern. Dabei wird mittels Elektrolyse Wasserstoff erzeugt, welcher zusammen mit CO₂ über eine chemische oder biologische Katalyse in Kohlenwasserstoffe umgewandelt wird. Der große Vorteil solcher Technologien wäre, dass man nicht nur einen Speicher für Energie aus Sonne und Wind hätte, sondern gleichzeitig klimaschädliches CO₂ binden würde. Die Ansätze unterscheiden sich hinsichtlich der angewandten Prozesse und der dabei entstehenden Produkte.

Abgase in Biomethan umgewandelt

Neben verschiedenen chemischen Verfahren zur Bindung und Umwandlung von CO₂ sind vor allem auch biologische Katalysatoren groß im Kommen. Die Electrochaea GmbH aus dem bayerischen Planegg etwa nutzt Archaeen, um Kraftwerkabgase gespeist von regenerativer Energie in Biomethan umzuwandeln. Die urtümlichen Mikroorganismen sind nämlich nicht nur unempfindlich gegen die in den Abgasen enthaltenen Schwefelgase, sie brauchen diese sogar zum Überleben. Mit Wasserstoff als Beilage produzieren die Mikroben Methan, als Nebenprodukte entstehen Wasser und Wärme. „Ein großer Vorteil dieses biologischen Verfahrens ist die Resistenz der Archaeen gegen Verunreinigungen in den zugeführten Abgasen“, sagte Doris Hafenbradl, Chief Technology Officer bei Electrochaea. „Diese müssen für vergleichbare chemische Verfahren aufwendig herausgefiltert werden, was einen großen Kostenfaktor darstellt.“ Electrochaea erprobt seinen Biokatalysator in einer fortgeschrittenen Pilotanlage im Rahmen des BioCatProject in Dänemark.

CO₂ als Rohstoff für hochwertige Biotechnologie

Aber Sprit und Biogas sind nicht einzigen möglichen Produkte einer Rückgewinnung von CO₂ aus der Atmosphäre. Verschiedene Startups nutzen speziell entwickelte Mikroorganismen, um aus CO₂ hochwertige Plattform-Chemikalien und Polymere herzustellen. Phytonix aus den USA nutzt zum Beispiel Cyanobakterien, die aus CO₂ den für die Chemieindustrie wichtigen Stoff Butanol herstellen. Damit wurde ein auf der Verbrennung fossiler Brennstoffe basierender Prozess durch eine innovative Methode ersetzt, die sogar CO₂ bindet, also eine positive Kohlenstoffbilanz hat. Auch hier wird es 2017 bereits eine Pilotanlage geben.

Die Firma Syngip aus den Niederlanden hat ein Bakterium entwickelt, um damit Isobuten herzustellen, einen Ausgangsstoff für Kraftstoffe und Chemikalien. Weitere innovative Startups und Spin-offs wollen aus CO₂ und anderen „Abfällen“ wie Biomüll mithilfe von Mikroorganismen Biokunststoffe und organische Säuren produzieren. Die vielen unterschiedlichen Ansätze scheinen auf eine Zukunft hinzudeuten, in der CO₂ nicht mehr nur ein Garant für Luftverschmutzung und Klimaerwärmung sein könnte, sondern auch ein begehrter Ausgangsstoff für verschiedenste hochwertige Produkte. Ob diese Innovationen eine breite Anwendung finden wird sich in den nächsten Jahren abzeichnen. Die verschiedenen Netzwerke, welche sich die politische und wirtschaftliche Förderung der neuen CO₂-Technologien zur Aufgabe gemacht haben, halten vor allem private Investitionen und die richtigen politischen Rahmenbedingungen für entscheidend.

Photosynthese am Reißbrett

Viele Forscher halten Verfahren, die sich an der natürlichen Photosynthese orientieren, für den Weg der Zukunft. Pflanzen und Bakterien tun seit Jahrmillionen genau das, was der Mensch nun technisch auf seinem Weg zur Nachhaltigkeit nachmachen will: Mit regenerativer Energie, nämlich Sonne, CO₂ in energiereiche Kohlenwasserstoffe umwandeln. Allerdings ist die Effizienz der natürlichen Photosynthese sehr gering. Wissenschaftler forschen deshalb an einer künstlichen Photosynthese nach natürlichem Vorbild, jedoch mit höherer Effizienz. Dabei handelt es sich noch um Grundlagenforschung, eine Anwendung liegt noch in der Zukunft. Auf der CO₂-Konferenz des Nova-Instituts stellte Stenbjörn Styring von der Universität in Uppsala, Schweden die Arbeit seiner Gruppe vor. Diese beschäftigt sich mit der Photosynthese in Cyanobakterien. Erst kürzlich gelang es Forschern am Max-Planck-Institut für Terrestrische Mikrobiologie und dem LOEWE-Center für Synthetische Biologie in Marburg, 17 Enzyme aus neun verschiedenen Organismen zu einem völlig neuartigen Stoffwechselweg zur CO₂-Fixierung zusammenzubauen. Über ihre Konstruktion berichten sie im Fachjournal „Science“.

Klar wurde in Köln, dass die effiziente Rückgewinnung von CO₂ aus der Atmosphäre eine zukunftsträchtige Alternative zur Abhängigkeit von endlichen, fossilen Ressourcen ist und gleichzeitig eine Maßnahme für den Klimaschutz darstellt. Da es dabei um die Verarbeitung zu wertvollen Kraft- und Werkstoffen geht, könnte die innovative CO₂-Nutzung der Chemie- und Energiebranche neuen Aufschwung und breite Akzeptanz bescheren.

Zusammen mit indischen Projektpartnern wollen Forscher der Universität Münster ein besonders umweltfreundliches und preisgünstiges Pflanzenschutzmittel herstellen. Dafür nutzen sie Chitosan, ein aus Krabbenschalen gewonnener Naturstoff. Das fertige Produkt soll indischen Teefarmern ebenso zugute kommen wie deutschen Kartoffelbauern. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das deutsch-indische Vorhaben in den kommenden vier Jahren mit mehr als 1,2 Millionen Euro.

Auf den ersten Blick haben Teepflanze und Kartoffelknolle nicht viel miteinander gemein, doch das täuscht. Denn beide Pflanzen bedroht der gleiche Feind: die sogenannten Eipilze. Bei ihnen handelt es sich nicht etwa um echte Pilze, die Einzeller sind viel näher mit den Braunalgen und Kieselalgen verwandt. Zu den Eipilzen gehören einige besonders gefürchtete Erreger von Pflanzenkrankheiten. So löst zum Beispiel Phytophthora infestans bei der Kartoffel die Kraut- und Knollenfäule aus. Sie gilt als Auslöser der großen Hungersnot in Irland in der Mitte des 19. Jahrhunderts. Unzählige Irländer suchten damals ihr Heil in der Auswanderung nach Amerika, abertausende verhungerten. Auch wenn in Europa die Erreger inzwischen dank chemischer Pflanzenschutzmittel zurückgedrängt wurden, ist die Situation in weniger entwickelten Ländern teilweise noch dramatisch.

Bisherige Bekämpfungsmethoden nicht zuverlässig

Das erfuhr auch der Biotechnologe Bruno Moeschbacher, als er 2007 mehrere Gewürz-, Gummi-, Tee- und Kaffee-Plantagen im südindischen Kerala besuchte. Der Professor am Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen an der Universität Münster erinnert sich: „Immer wieder zeigte ein indischer Forscherkollege mir Pflanzen, die durch sogenannte Eipilze krank geworden waren.“ Er erfuhr auch: Den meist armen Landwirten dort stehen nur kupferbasierte Präparate zur Behandlung der Pflanzen zur Verfügung, doch diese sind nach Einschätzung der Wissenschaftlernur bedingt wirksam. Indische Forscher begannen daraufhin mit der Suche nach biologischen Bekämpfungsmaßnahmen. Wie die Kollegen den Münsteraner Wissenschaftlern mitteilten, erwies sich die Strategie, mikroskopische Bodenpilze zum Pflanzenschutz einzusetzen, jedoch ebenfalls als wenig zuverlässig. Und auch als sie versuchten, die biologischen Präparate mit den Kupferfungiziden zu kombinieren, mussten die indischen Kollegen eine herbe Enttäuschung hinnehmen: Das Kupfer bekämpfte nicht nur wie erwartet die Schadpilze, sondern schädigte auch jene Bodenpilze, die Teil der biologischen Bekämpfungsmittel waren.

“Only when we have properly understood our oceans, can we begin to use them sustainably and protect them better,” said Federal Research Minister Johanna Wanka at the official opening of the Year of Science in Berlin in early June. She also used the opportunity to present the federal government’s new programme on marine research (MARE:N), which wants to invest more than four billion euros in the future of the oceans over the next ten years.

The new marine research programme MARE:N (for more information in German click here) bundles all measures of the Federal research, economic, agricultural, transport and environment ministries under one roof. “We now have to initiate a turnaround towards sustainable use of the seas because of climate change, over-fishing and littering is threatening the largest habitat on the planet,” said Wanka at the marine research centre GEOMAR in Bremen. Over the next ten years, the BMBF alone intends to provide more than €450 million for research for the funding of relevant projects. Together with the funding from research centres and the renewal of the German research fleet, more than four billion euros will be invested in the future of the oceans over the next decade.

€28 million for the fight against plastic litter

In addition to the research programme MARE:N, from June, the BMBF will also fund projects to scientifically examine the journey of plastic from production through to consumption and its transportation from land to the rivers and to the oceans – where it finally ends up. However, even experts do not yet have an accurate picture of the whole problem. This, in turn, is a crucial prerequisite to finding effective solutions. German and Belgian researchers were able to show recently that up to eight million tonnes of plastic litter are driven out into the sea and parts of it has already reached the Arctic.

The BMBF has already provided a total of €28 million over the next three years to improve the knowledge base on plastic waste in the oceans. The focuses of the projects run by the research programme “Plastic in the Environment” are consumer research, the role of the economy as well as material research.

Together with research on seas and inland waters, approaches are required in which research with representatives from industry, civil society and administration cooperate that the results can be effectively implemented. The goal is to gain an overall picture of how plastic is produced and used, traded and finally, disposed of.

German researchers leading in EU consortia

Thus, the new research programme complements efforts at European level. In 2015, an EU research funded programme “Microplastic in marine systems” was started as part of the JPI Oceans Initiative. In the autumn, a total of four research consortia received a premium for the funding, including two under German leadership.

The Alfred Wegener Institute and the Helmholtz Centre for Polar and Marine Research is collaborating with the consortium BASEMAN in order to define standards for micro-plastic analysis in European waters. The Helmholtz Centre for Environmental Research coordinates the project WEATHER-MIC, which will deal with the changes in transport, the degradation and the toxicity of micro-plastics in the marine environment.

Germany is the pioneer in the fight against micro-plastics On the German side, the Alfred Wegener Institute at the Helmholtz Centre for Polar and Marine Research will lead the consortium “Baseman” which is working to uniform standards for micro-plastic analysis and measuring methods (for information, click here).

The total value of its R&D pipeline is now estimated to be in the lower single-digit billion-euro range – a figure that is expected to continue growing over the next few years. Already established as world leader in the biotechnological production of amino acids for the animal feed industry, Evonik has ambitious goals – to be the best in innovation.

"Our innovation campaign is bearing fruit,” said Klaus Engel, Chairman of the Executive Board of Evonik Industries at a press conference in Essen. “The constant flow of new products, applications, and business models is a major driver of profitable growth at Evonik. Innovations are to make an even larger contribution to sales and profit going forward." In the medium term, Evonik aims for products and applications developed in the last five-year to account for over 16 percent of sales. Currently, they make up around 10 percent of sales.

Growth areas in sight

Evonik plans to focus on concepts from biotechnology and bioeconomy. According to Evonik Chief Innovation Officer Ulrich Küsthardt, growth areas such as sustainable nutrition, healthcare solutions as well as cosmetic solutions should net the company more than €1 billion euros in additional sales. ´The projects processed in these areas have very different focuses. The project centre “Medical Devices” is working on biodegradable composite materials, which in the future could replace metal implants for bone fractures. They consist of polymers that the body will degrade naturally and substances, which occur naturally in the bone. While implants made of metal usually remain in the body or have to be removed in additional surgical procedures, Evonik’s new composite materials are absorbed by the body gradually once the bone healing process has taken place.

World market leaders in innovation

The Essen-based chemical industrial group has made a name for itself with the biotechnological production of amino acids for the animal feed industry and has become a world leader in the field. In 2015, more than half of the fish, crustaceans and shellfish consumed globally are farmed in aquacultures. They are fed fishmeal as a protein sources which is a significant cost to farmers. Scientists are now supplementing the feed with amino acids to reduce the proportion of fishmeal in feeds. Because crustaceans and shellfish have different metabolisms to fish, Evonik has developed a product especially for them. The new fishmeal-free feed can be better metabolised by the organisms than the pellet alternatives they previously received.

Crustaceans and shellfish go veggie

Evonik’s new dipeptide of Methioninmolekülen is insoluble in water and is therefore not as quickly leached from the lining. This increases the efficiency and sustainability of shrimp farming. The product has already been registered as a feed additive in many countries, with more to follow says Evonik.

"With this new product we're extending our range of feed amino acids for animal nutrition to include another speciality with high value for our customers,” says Dr Reiner Beste, chairman of the board of management of Evonik Nutrition & Care GmbH.

The first production plant for the new product has already been built in Antwerp and now the company is starting the production phase.“We want to be the most innovative company in the world,” Küsthardt said emphasising the company’s ambitions.

In an appeal published on 30 June, the scientists also raise serious accusations against the environmental organisation Greenpeace for its opposition to the development of genetically modified organisms (GMOs) in agriculture. The authors of the letter, particularly called attention to Greenpeace’s campaign against Golden Rice, a genetically engineered (GE) crop meant to address vitamin A deficiency. They claim Greenpeace and its supporters distorted the risks and benefits and impacts of the grain, and supported the destruction of approved field trials and research projects. The authors conclude: "opposition on the basis of emotions and dogmas that are contradicted by the data situation must stop."

The use of genetically modified plants in agriculture is a still controversial subject. Opponents of green genetic engineering such as the environmental organisation Greenpeace have boldly warned for many years about the unpredictable consequences of GE for the environment and people, while advocates, the majority of which are researchers, science academies and many church leaders, see it as an important tool to combat hunger in the world. In light of the forecast of the UN Food and Agriculture Organization FAO food shortages during the growing world population, a broad front has now formed of high-calibre researchers, who stand up for the use of genetically modified foods. The organisers of the letter are the biotech entrepreneur Richard Roberts and Nobel laureate Philip Sharp. The plea was pledged on the website supportprecisionagriculture.org

World food security with green gene technology

In order to secure the world's food, in an open letter 110 Nobel laureates in various disciplines as well as more than 2,700 scientists and citizens have called on governments to support the cultivation of genetically engineered plants in agriculture. Among the signatories of the call are German Nobel Laureate Harald zur Hausen, Erwin Neher and Christiane Nuesslein-Volhard, and the German chemical Nobel Prize Trio from 1988, Johann Deisenhofer, Robert Huber and Hartmut Michel. Noteworthy: the Austrian Nobel Prize for literature winner Elfriede Jelinek also appears in the list of the signatories.

Opening reception in the German research ministry

Joachim von Braun, Co-Chair of the Bioeconomy Council, says, "An increasingly biobased economy supports harmony between man and nature in a world that is heading towards a population of more than 9 billion and is affected by climate change and hunger." The German Government also attaches great importance to the bioeconomy. Chancellor Angela Merkel has assumed patronage of the event. During an evening reception in the German research ministry, the summit was officially opended on 24th November. On the occation of the conference, Johanna Wanka, Germany's Minister for Education and Research, emphasizes, "The National Research Strategy BioEconomy 2030 is an important part of the German Government's Sustainable Development Strategy. It supports innovations in the production and use of renewable resources. From an international perspective it helps drive forward sustainable economic and ecological solutions that lead to increased income and higher social standards. This helps to stabilize societies."

Greenpeace asked to rethink

The letter particularly points to the so-called “Golden Rice” project started 20 years ago – a patented strain of rice containing an artificially inserted gene, which boosts the level of vitamin A-rich beta-carotene. The authors vehemently criticise the attitude of the environmental organisation "Greenpeace" and other anti-GMO activists. They write the environmentalists have repeatedly denied incorrect facts and presented incorrect risks and have resisted innovation in agriculture. The Nobel laureates call for Greenpeace and its supporters to “recognise findings by regulatory authorities and competent scientific bodies” and to "abandon" their campaigns against GM crops and in particular the "golden rice”. The authors consider the opposition of green genetic engineering as a threat to global food security.

In an initial statement, Greenpeace has rejected the scientist’s accusation that it is blocking the introduction of genetically modified rice. “Corporations are overhyping ‘Golden’ rice to pave the way for global approval of other more profitable genetically engineered crops,” said Wilhelmina Pelegrina a campaigner for Greenpeace Southeast Asia. “This costly experiment has failed to produce results for the last 20 years and diverted attention from methods that already work. Rather than invest in this overpriced public relations exercise, we need to address malnutrition through a more diverse diet, equitable access to food and eco-agriculture.” The co-inventors of Golden Rice, the Freiburg plant researcher Peter Beyer, can also only shake his head: “These arguments are logical nonsense,” Beyer said the Süddeutsche Zeitung. “The activists are doing everything to ensure that the rice is not ready, and then they still complain about it.”

A tool against malnutrition

In the ranks of environmentalists, however, there are definitely advocates for the “golden rice”. In 2014, Greenpeace co-founder Patrick Moore started the campaign "AllowGoldenRiceNow" to break down the ideological front of the organisation against GMO rice. The "golden rice" is a genetically modified plant with a high content of beta-carotene (provitamin A), which gives the grains a golden yellow colour. According to estimates by the FAO, around 250 million people worldwide suffer from vitamin A deficiency. The consequences are blindness and infections. Children in Africa and Southeast Asia especially are affected and are dying from it. Therefore not only researchers, but also high-ranking church leaders therefore see the "golden rice" as an appropriate means to combat disease and death due to malnutrition. In 2009, the Vatican argued for the use of genetically modified foods to ensure food security for the world's population. At the time 40 experts signed the paper.

After the Leverkusen-based pharma giant increased its offer by two billion to $64 billion (€58 billion) in July, the US seed giant has now brought a new player into the race. As Bloomberg reported, Monsanto is negotiating with the Ludwigshafen chemical company BASF on a merger of the agrochemical divisions. Market experts however view the negotiation as a "poison pill" for Bayer in an attempt to make the purchase unattractive.

The news in May of Bayer’s planned takeover of Monsanto came as a surprise. After just a few weeks in office, the new boss of the Leverkusen-based drugs and life sciences giant, Werner Baumann, submitted a bid of over $62 million (€55 million) to buy the US seed giant. The offer of $122 per share was way over the share value of $107. Monsanto initially rejected the multi-billion dollar offer from Bayer, but appeared ready to talk. Shortly after, the US-company announced that the price was too low. Monsanto wants $7 billion more.

But Bayer is holding onto its takeover bid firmly. Crop science is one of of Bayer’s core businesses. In 2015, it had sales of €10.4m and the unit is recording a steady growth.
The takeover would make Bayer the world’s largest agricultural and chemical company. If the merger went ahead, the seeds and traits platforms, crop protection, biologics and digital farming will be unified, according to Bayer.

Monsanto’s bad reputation

Baumann's plans initially caused fear rather than enthusiasm among Bayer’s shareholders. Despite its economic success, Monsanto’s reputation is bad. The seed producer has long been criticised because of its controversial pesticide glyphosate. New discussions on the herbicide were fuelled further when the World Health Organisation classified the agent as “probably carcinogenic”. This in turn led to controversy over the extension of glyphosate approval in Europe. It was eventually extended initially for just 18 months.

BASF enters the takeover game

Another player has now entered the game – the Ludwigshafen-based chemical company BASF. As Bloomberg reports, Monsanto is said to have begun discussions with the German company about a possible merger of the two agricultural and chemical divisions. The deal with BASF could save Monsanto from Bayer’s attack. BASF and Monsanto have cooperated since 2007 in the development of biotechnologically modified crops. Analysts Kepler view the agribusiness between Monsanto and BASF as a logical combination because there are no overlaps between the two, and together they could offer customers a wider product range. The agricultural division of BASF (Agricultural Solutions) is the smallest unit, but has an above-average profitability. Last year, the division contributed eight percent of total revenues and 11.5 percent of BASF’S EBITDA profits. DZ Bank appraised the value to €17 billion – without a possible takeover premium.

Analysts say merger of BASF and Monsanto unlikely

According to Bloomberg, the talks between BASF and Monsanto are still at an early stage, and finance could prove to be a crucial point. Monsanto is apparently offering its own shares – which in turn are unattractive for BASF, as the shares’ market value has been inflated by the takeover bid. Analysts say a deal is therefore unlikely. In fact the step is more likely to be a seen as a poison pill for Bayer. Yet, this strategy does not appear successful. Bayer says it still firmly intends to complete the transaction. Analysts however, believe that the Leverkusen-based company will need to increase their offer – up to $130 or even $140 per share.