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Kreativen Köpfen fehlt oft das Geld, um ihre Ideen umzusetzen. Die Schwarmfinanzierung  hat sich inzwischen auch bei der Finanzierung junger Firmen als alternatives Investmentinstrument etabliert, das klassische Startfinanzierungen ergänzt. Mit Aescuvest und Medifundo haben sich beispielsweise im Life Sciences-Bereich spezialisierte Plattformen gegründet, die Firmen bei der Beschaffung von Kapital über die Crowd unter die Arme greifen. Seit Ende Oktober 2014 versucht Ecocrowd, sich wiederum für das Thema Nachhaltigkeit stark zu machen. Hinter der Plattform stehen dabei namhafte Unterstützer wie die Deutsche Umweltstiftung und das Umweltbundesamt. Viele größere Crowdfundingplattformen wie Seedmatch oder Companisto setzen indes auf eine breite Themenpalette.

Ende Januar ist nun mit der GLS erstmals eine Bank als Betreiber für eine Crowdinvesting-Plattform in Erscheinung getreten. Sie will dabei auf nachhaltige Ideen in Deutschland fokussieren, so wie sie es im klassischen Bankgeschäft ebenfalls tut. Das Online-Portal GLS Crowd wird von der GLS Crowdfunding GmbH betrieben, die eine 100%ige Tochter der CrowdDesk GmbH ist. “Wir sind sehr froh, zusammen mit der GLS Bank einen neuen Meilenstein in der Digitalisierung des klassischen Bankgeschäfts zu legen und dabei auch einen Beitrag zur Nachhaltigkeit zu leisten”, sagt CrowdDesk-Geschäftsführer Johannes Laub.

Mit der Photosynthese haben Pflanzen innerhalb von zweieinhalb Milliarden Jahren den mit Abstand wichtigsten Stoffwechselprozess auf der Erde entwickelt. Er ermöglicht es, die schier unerschöpfliche Energie des Sonnenlichts und gasförmiges Kohlendioxid einzufangen und sie in Form von energiereichen chemischen Verbindungen (Zucker) umzuwandeln und zu speichern. Schon lange ist es ein Forschertraum, die Photosynthese technisch nachzuahmen und sie sogar noch leistungsfähiger zu machen. Biochemisch betrachtet besteht die Photosynthese aus zwei elementaren Schritten: die Lichtreaktion steht im Zeichen photochemischer Reaktionen, in der Energie umgewandelt wird. In der Dunkelreaktion, dem Calvin-Zyklus, steht die Substanzumwandlung im Mittelpunkt - CO₂ wird in vielen enzymatischen Schritten zu organischen Molekülen verwandelt.

Turbo-Enzym integriert

Für diesen zweiten CO2-Speicher-Schritt interessieren sich Forscher am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg. Sie haben einen Weg gefunden, ihn künstlich nachzubauen und dabei auch noch zu verbessern. Wie das Team um den Marburger Molekularbiologen Tobias Erb im Fachjournal „Science“ berichtet, haben sie dafür im Reagenzglas einen bisher einmaligen komplett biologischen Stoffwechselweg kreiert, der Kohlendioxid mithilfe von Enzymen aus der Luft bindet - und zwar besser als die pflanzlichen Vorbilder. Ein Beitrag zur Vision der Künstlichen Photosynthese, und ein imposantes Beispiel für Synthetische Biologie.

Die Photosynthese der Pflanzen ist nicht frei von Schwachstellen. Eine davon ist das CO2-fixierende Enzym Rubisco. Es arbeitet vergleichsweise langsam und irrt sich häufig. „Da gibt es in der Natur CO2-fixierende Enzyme ganz anderer Qualität“, erklärt Tobias Erb. Enzyme, die schneller und effizienter sind. Eines dieser Enzyme namens Crotonyl-CoA Carboxylase/Reductase konnte der Marburger Forscher aus einem Bakterium isolieren. Erb zufolge irrt sich dieses Enzym so gut wie nie, während dies CO2-bindende Enzym im natürlichen Calvin-Zyklus der Pflanzen versehentlich auch Sauerstoffmoleküle einfangen. Außerdem reagiert das aus Bakterien isolierte Enzym zudem zwanzigmal schneller als sein Pendant aus der Pflanzenwelt.

Stoffwechselweg aus 17 Enzymen designt

Um das Turboenzym herum hat Erbs Team einen völlig neuen Stoffwechselweg designt und im Reagenzglas aus seinen biologischen Einzelteilen zusammengefügt. Unter Tausenden von Enzymen fand der Forscher schließlich ein Paar dutzende Kadidaten, die dafür geeignet waren. Gemeinsam mit seinem Team fügte er sämtliche Kandidaten in einem Reagenzglas zu einem „robust funktionierenden, optimierten Zyklus“ zusammen und suchte nach der optimalen Zusammensetzung. Im Ergebnis entstand ein künstlicher, noch nie dagewesener Zyklus, der CO2 fixiert. Im Ergebnis haben die Marburger einen komplett neuen, auf den Namen CETCH getauften Zyklus (für Crotonyl-CoA/Ethylmalonyl-CoA/Hydroxybutyryl-CoA) geschaffen.

An dem CETCH-Zyklus sind insgesamt 17 verschiedene Enzyme, darunter drei „Designer-Enzyme“ aus neun verschiedenen Organismen, darunter dem Mensch, beteiligt. Die Energie bezieht das System zwar nicht aus Licht, sondern aus einer chemischen Reaktion. Am Ende entsteht auch hier die sogennante Glyoxalsäure. Sie ist vielen vor allem jungen grünen Blättern enthalten und wird als Ausgangsstoff für die Synthese von Antibiotika oder Pflanzenschutzmitteln verwendet. Der eigentliche Vorteil der künstlichen Photosynthese ist, dass damit verschiedene Substanzen hergestellt werden können. „Der CETCH-Zyklus kann so verändert werden, dass dabei zum Beispiel Rohstoffe für Biodiesel entstehen können.“ Hinzukommt die höherer Effizienz des synthetischen Kreislaufs. Der Studie zufolge könnten damit 20 Prozent mehr Kohlendioxid aus der Luft gebunden werden, als das Pflanzen schaffen.

Bisher nur im Reagenzglas konstruiert

Bisher funktioniert das Konstrukt nur im Reagenzglas. Ein fernes Ziel könnte sein, den genetischen Bauplan des neuen Zyklus in Algen oder Bakterien zu verfrachten. So könnten die Mikroorganismen zu effizienten Minifabriken umprogrammiert werden, die effizient aus CO2 aus der Atmosphäre interessante organische Verbindungen herstellen. Das klimaschädliche Treibhausgas würde somit zum Rohstoff. Wie man biologische Prozesse von Grund auf neu konstruieren kann, wird in der Max-Planck-Gesellschaft auch innerhalb des Forschungsnetzwerks MaxSynBio intensiv erforscht. An dem ambitionierten Vorhaben sind Forscher aus neun verschiedenen Max-Planck-Instituten beteiligt.

pg/bb

Smartphone, Computer und Internet sind aus dem Alltag längst nicht mehr wegzudenken. Wie aber lassen sich die Möglichkeiten der Digitalisierung  auch in der Industrie sinnvoll nutzen? Vor dieser Herausforderung steht auch die Chemiebranche. Mit der Gründung der Evonik Digital GmbH setzt der Spezialchemie-Konzern nun ein Zeichen und will zum Vorreiter in der eignenen Branche werden. Anfang des Jahres hat das 20-Mann-starke Expertenteam im Zentrum von Essen seine Arbeit aufgenommen. „Die Digitalisierung bringt nicht nur neue Technologien mit sich. Sie schafft auch neue Möglichkeiten der Zusammenarbeit und der Produktion. Es entstehen neue Geschäftsmodelle und Vertriebsmöglichkeiten“, erklärt Christian Kullmmann, stellvertretender Vorstandsvorsitzende von Evonik. Von dem digitalen Fortschritt würde auch die Futtermittelproduktion profitieren, heißt es, ein Gebiet, in dem die Deutschen sehr stark auf biobasierte Produktionsverfahren setzen. Zuletzt hatte Evonik zudem von Ansätzen berichtet, in denen es um probiotisches Tierfutter geht, um den Antibiotikaeinsatz bei Geflügel zu drosseln.

Zentrale Anlaufstelle für digitale Ideen

Die Digitalexperten bei Evonik sind konzernintern ab sofort die zentrale Anlaufstelle, sollen aber auch den Freiraum haben, auch ungewöhnliche Ideen umzusetzen. Hier setzt der Spezialchemie-Konzern nicht nur auf die Zusammenarbeit mit namhaften Technologieunternehmen, sondern auch auf vielversprechende junge Start-ups. Mithilfe der Digitalisierung will Evonik ganze Produktionsabläufe und Lieferketten umgestalten. In der wie es heißt „bereichsübergreifenden Digitalisierungs-Initiative“ sieht Evonik die Chance, seine eigene Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern und sich so von anderen Unternehmen in der Chemie-Branche abzuheben. „Wir haben früh die Chancen erkannt, die in digitalen Geschäftsmodellen liegen. Den dafür notwendigen Wandel im Unternehmen gestalten wir ganz gezielt“, betont Kullmann.

Die Digitalisierungsaktivitäten der neuen Tochterfirma werden vom Chief Digital Officers (CDO) Henrik Hahn  koordiniert. Erste konkrete Ergebnisse soll es bereits in diesem jahr geben. Zu den Pilotprojekten zählt unter anderem auch die sogenannte Do-it-yourself-Sensorik. Da effiziente Sensoren zur Echtzeitüberwachung in der Bioprozesstechnik eine wachsende Rolle spielen, dürfte die Digiatalisierung auch für die Produktion biobasierter Produkte an Relevanz gewinnen. 

bb

Bio-Lebensmittel sind im Trend. 2016 stieg ihr Umsatz in Deutschland um fast ein Zehntel auf 9,5 Mrd. Euro an. Das geht aus neuesten Zahlen der Branche hervor, die anlässlich der weltgrößten Fachmesse für Bio-Produkte BIOFACH vorgestellt wurden, die derzeit vom 15. Februar bis 18. Februar in Nürnberg stattfindet. Allein in Deutschland sind nach Angaben des Bundes Ökologische Landwirtschaft (BÖLW) die bewirtschafteteten Flächen im Ökolandbau um knapp 9% auf rund 1,2 Millionen Hektar gestiegen (mehr Infos hier). Insgesamt sind hierzulande 26.855 ökologisch wirtschaftende Agrarunternehmen tätig, nach dem gesetzlichen Bio-Standard arbeiten 40.000 Unternehmen. Im jahr 2016 haben laut BÖLW-Statistik durchschnittlich fünf Betriebe pro Tag ihre Landwirtschaft auf Bio umgestellt. Auch bei Verbrauchern ist Bio beliebt: Laut Umfragen kaufen inzwischen die Hälfte der Deutschen häufig oder gelegentlich Öko-Produkte.

Zukunftsstrategie Ökolandbau veröffentlicht

Die Stärkung des Ökolandbaus ist daher auch ein Ziel der Bundesregierung. Dies wurde zuletzt in der neu aufgelegten  „Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie“ betont. Langfristig sollen die Anbauflächen für heimische Bio-Bauern bis 2030 um 20% steigern. Wie das konkret gelingen soll, das wird in der nun vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) vorgestellten "Zukunftsstrategie ökologischer Landbau -ZöL" präsiziert. "Unsere Bäuerinnen und Bauern sollen die Chancen nutzen können, die der wachsende Absatzmarkt vor ihrer Haustür bietet“, betont Minister Christian Schmidt. In dem rund 100 Seiten starkem Papier wird aufgelistet, wie die Ausdehnung ökologisch bewirtschafteter Flächen schneller gelingen kann und welche Forschungsmaßnahmen hierfür wesentlich sind. So soll das zentrale Förderprogramm für den ökologischen Landbau, das "Bundesprogramm ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft" (BÖLN), stärker als bisher finanziell ausgestattet werden. Es ist geplant, ab 2018 das Budget um 50% auf 30 Mio. Euro pro Jahr aufzustocken und den Anbau sowie Verarbeitung von Eiweißpflanzen wie Soja, Lupinen, Erbsen oder Klee weiterhin mit 6 Mio. Euro jährlich unterstützt werden. 

Die neuen Verfahren des Genome Editing – zu denen auch die Genschere CRISPR-Cas gehört – revolutionieren derzeit die biologische Forschung und bergen großes Potenzial für Anwendungen in der Landwirtschaft und Pflanzenzüchtung. Mit den Genomscheren lassen sich ganz gezielt Veränderungen im Erbgut auslösen und DNA-Bausteine präzise austauschen.

Die Mutationen unterscheiden sich jedoch nicht von solchen, die von Natur aus entstehen – sie lassen sich meist nicht nachweisen. Dieser Befund ist der Knackpunkt in der aktuellen Debatte: Sind genom-editierte Pflanzen dann überhaupt als „gentechnisch veränderte Organismen“ (GVO) zu bezeichnen? Fallen sie also unter die Regulierung nach dem Gentechnik-Gesetz? Brauchen wir eine neue Gentechnik-Definition? Diese Fragen beschäftigen derzeit die Wissenschaft, die Politik und sogar die Gerichte.

Grund genug, eine interdisziplinäre Debatte zu führen. Die Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina, der Deutsche Ethikrat und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hatten dazu am 14. Februar zu einer öffentlichen Diskussionsveranstaltung nach Berlin geladen. Der Vorsitzende des Ethikrates, der Erlanger Theologe Peter Dabrock, gab den Ton für die Debatte vor: „Wir müssen den Gentechnikbegriff verantwortlich bedenken. Man trägt Verantwortung für das, was man tut, aber auch für das, was man wider besseres Wissen verhindert.“

Pflanzenzüchtung seit einhundert Jahren

Der Pflanzengenetiker Detlef Weigel, Direktor am Tübinger Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, stellte die neuen Genome-Editing-Methoden in den Kontext der Geschichte der Pflanzenzüchtung. Seit 10.000 Jahren sei der Mensch damit beschäftigt, Nutzpflanzen zu schaffen. Aber erst seit ungefähr einhundert Jahren könne man von gezielter „Züchtung“ sprechen. Die konventionelle Züchtung basiere auf dem Kreuzen von Pflanzen mit interessanten Merkmalen. Dem Züchtungsprozess werde durch die sogenannte Mutagenese auf die Sprünge geholfen - mithilfe von Chemikalien oder Strahlung wird die Häufigkeit von Mutationen im Pflanzenerbgut deutlich gesteigert.