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Biopharmazeutische Wirkstoffe für die Humanmedizin sind in der Pharmaindustrie ein Wachstumsmarkt. Immer mehr Krankheiten können inzwischen mit Antikörpern oder anderen Proteinen behandelt werden. Diese biologischen Wirkstoffe werden heutzutage vielfach mithilfe von Säugetierzellen hergestellt. Doch die Kultur der Zellen ist sehr aufwendig und kostenintensiv.

Einfacher zu kultivierende Bakterien kommen deshalb nicht für die Produktion humaner Biopharmazeutika infrage, weil die mikrobiell hergestellten Proteine oft nicht die erforderlichen komplexen Zuckerstrukturen auf ihrer Oberfläche aufweisen. Daher suchen Biotechnologen nach Produktionsorganismen, die im Idealfall die Eigenschaften von Säugerzellen und Mikroorganismen vereinen.

Wimpertierchen als ergiebige Quelle

Das 2001 gegründete Münsteraner Biotechnologie-Unternehmen Cilian AG setzt auf einzellige Lebewesen als Produktionsorganismen: ungefährliche Ciliaten der Gattung Tetrahymena, die ihren natürlichen Lebensraum in Binnengewässern haben. Die Verwandten des Pantoffeltierchens sind sogenannte Eukaryoten, sie besitzen also einen Zellkern. Ihre äußere Hülle ist von Wimpern gesäumt, die der Fortbewegung dienen.

„Unsere Ciliaten sind genügsam und sehr ergiebige Zellfabriken“, sagt Ingo Aldag, Biotechnologe im Laborteam von Cilian. Das Unternehmen hat eigens eine Wirkstoff-Herstellungstechnologie namens CIPEX entwickelt. Cilian hat die Produktionsplattform im Rahmen der Fördermaßnahme „KMU-innovativ: Biotechnologie – BioChance“ in zwei verschiedenen Projekten weiterentwickelt. Das Bundesminsterium für Bildung und Forschung (BMBF) hat die Firma dabei zwischen 2010 und 2015 mit rund 750.000 Euro unterstützt.

Rheuma und Stoffwechselerkrankungen im Visier

In einem Projekt ging es um die effiziente Herstellung eines Rheuma-Medikaments. In dem Projekt „CILIP“ wiederum wurde ein Enzym als Therapeutikum biotechnisch erzeugt, das bei Patienten mit einer sogenannten Exokrinen Pankreasinsuffizienz, einer Erkrankung der Bauchspeicheldrüse, eingesetzt werden soll.

Bisher erhalten Patienten Pankreatin, ein Enzymgemisch, das aus Schlachtschweinen gewonnen wird. Zusammen mit klinischen Kooperationspartnern in Bochum und Münster entwickelt das Unternehmen das reine Enzym-Präparat unter dem Namen „Cilase“ bis zur klinischen Phase.

Autor: Philipp Graf

Auf der Suche nach neuen Materialien und Wirkstoffen für die Medizin gewinnen marine Quellen zunehmend an Bedeutung. Die bekanntesten Lieferanten für Lebensmittel-, Arznei und Kosmetikindustrie sind Algen. Doch auch andere Meeresbewohner wie marine Schwämme sind wegen ihrer Eigenschaft, Biosilikat zu bilden, längst für neuartige medizinische Beschichtungen wie für Zähne oder Knochenimplantate interessant. Das Interesse an marinen Pilzen ist dagegen noch jung. Um die weltweite Forschung auf diesem Feld zu systematisieren und Anwendungsfelder zu erschließen, gründete sich 2014 das Konsortium „Marine Fungal Natural Products“, kurz MaFNaP.

Neue Kostbarkeit aus dem Meer

Ein erstes Treffen der weltweit führenden Wissenschaftler auf dem Gebiet der marinen Pilzforschung fand 2015 im französischen Nantes statt. Ende Juni bot nun das Wissenschaftszentrum Kiel die Bühne für die zweite Internationale Konferenz. Das Treffen wurde vom GEOMAR Zentrum für Marine Biotechnologie am Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel organisiert. „Gerade in jüngerer Zeit gelten marine Pilze in der blauen Biotechnologie als eine besondere Kostbarkeit. Mit neuer Spitzentechnologie und dem Wissen, über das wir bereits heute verfügen, haben ihre Wirkstoffe das Potenzial, die Medizin, Landwirtschaft und viele weitere zentrale Lebensbereiche der menschlichen Gesundheit und des Wohlbefindens zu verändern“, sagt Deniz Tasdemir, Organisatorin der Konferenz und Direktorin von GEOMAR-Biotech.

Schub für neue Forschung

Themen wie die Bio- und Chemodiversität mariner Pilze, Kultivierbarkeit, Genetik, Genomik, Epigenetik, mikrobielle Interaktionen aber auch Ökologie, Analytik und Metabolomik und angewandte Aspekte wie der Biotechnologie standen in Kiel auf der Tagesordnung. Dabei wurden auch jüngste Forschungsergebnisse vorgestellt. Im EU-Projekt „Marine Fungi“ haben Wissenschaftler unter Beteiligung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) sowie dem GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung 2015 aus einem Schwamm im Mittelmeer einen Marinen Pilz isolieren und kultivieren können, der Tumorzellen in Darm und Bauchspeicheldrüse hemmen kann. Gleichzeitig konnten sie jene Gene identifizieren, welche für die Bildung der krebshemmenden Stoffe verantwortlich ist. Im Ergebnis der Konferenz hofft Tasdemir vor allem auf einem Schub in der Forschung nach marinen Pilzen: „Ich erwarte, dass die Konferenz zukünftige Forschungskooperationen befeuert und mögliche gemeinsame Forschungsanträge des Konsortiums ermöglicht.“

Große Teile der mitteleuropäischen Waldlandschaften wie Schwarzwald oder Harz sind durch Fichtenforste geprägt. Die Fichte ist in Deutschland die ökonomisch wichtigste Baumart und wird deshalb auch als „Brotbaum“ bezeichnet. Wie gut die Fichte an die Folgen des Klimawandels angepasst ist, haben Forscher der Universität Freiburg im Breisgau und der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) in der Schweiz an Nadelbaumbeständen des Schwarzwalds untersucht. Sie kamen zu dem Schluss, dass die einheimische Weißtanne und die nordamerikanische Douglasie deutlich besser mit Phasen extremer Trockenheit zurechtkommen als die weitverbreitete Fichte. Ihre Forschungsergebnisse publizierte das Team in der Fachzeitschrift „Global Change Biology“.

Trockenperioden durch Klimawandel häufiger

Inzwischen ist erwiesen, dass extreme Wettereignisse mit Dürren und Überschwemmungen als Folgen des Klimawandels zugenommen haben und zukünftig häufiger auftreten werden. Der Klimawandel bedeutet auch noch mehr Stress für den Wald. Das Freiburger Forscherteam geht davon aus, dass extreme Trockenperioden mittelfristig zu den größten Herausforderungen der Waldwirtschaft gehören. Um herauszufinden, wie sich der Wald in Mitteleuropa anpassen könnte, untersuchte sie je 270 Bäume von drei Nadelbaumarten: Fichte, Weißtanne und Douglasie. Die ausgewählten Bäume standen in verschiedenen Höhenlagen des Schwarzwalds zwischen 400 und 1200 Meter über dem Meeresspiegel. Anhand der Jahrringe konnten die Forscher auf das Baumwachstum vor, während und nach den extremen Sommertrockenheiten 1976 und 2003 schließen. „Wir wollten herausfinden, welche Baumarten sich am schnellsten und besten wieder erholen“, so Jürgen Bauhus, Lehrstuhlinhaber an der Professur für Waldbau an der Universität Freiburg.

Fichten sind besonders anfällig für Dürre

„Die Fichten waren beim Jahrhundertsommer 2003 am anfälligsten und erholten sich nur schlecht. Weißtannen und Douglasien waren beide deutlich weniger von der Dürre betroffen als Fichten“, meint Valentina Vitali, wissenschaftliche Mitarbeiterin der Professur für Waldbau in Freiburg. Die Weißtanne – gemeinhin auch lediglich als Tanne bezeichnet – hat in den 1970er und 80er Jahren stark unter dem sauren Regen gelitten. Deshalb sei es besonders erstaunlich und erfreulich, dass sie sich als einheimische Ersatzbaumart für die Fichte anböte, so Vitali. Die aus Nordamerika eingeführte Douglasie sei zwar die produktivere Ersatzbaumart, aber die Weißtanne habe eine vorteilhafte Wirkung auf die Biodiversität.

Tanne und Douglasie könnten Fichten ersetzen

Langfristig wäre es nach Ansicht der Forscher sinnvoll, Fichtenwälder mit hohem Risiko auf Trockenstress durch Mischwälder mit Tannen und Douglasien zu ersetzen. Dabei solle man in den Hochlagen des Schwarzwaldes vor allem auf die Weißtannenbestände zurückgreifen. Es habe sich gezeigt, dass die Weißtanne insbesondere in höheren Lagen am besten geeignet sei. Mit der Kultivierung der zwei Ersatzarten ließe sich nach Einschätzung der Forscher die Produktivität in der mitteleuropäischen Forstwirtschaft trotz Klimawandel auf einem hohen Niveau halten.

Der Artenschwund ist eklatant und betrifft alle Tier- und Pflanzengruppen in der Agrarlandschaft. Diese alarmierende Situation ist das Ergebnis des vor wenigen Wochen veröffentlichten Agrarreports. Darin hatte das Bundesamt für Naturschutz (BfN) die Auswirkungen der Bewirtschaftung untersucht. Hoffnung macht hingegen eine Studie von Forschern der Technischen Universität München, die im Fachjournal „Nature Ecology & Evolution“ erschienen ist.

Für die Studie hatten ein Team vom Lehrstuhl für Terrestrische Ökologie der TUM Daten von mehr als tausend Arten von Gliederfüßern ausgewertet, die zwischen 2008 und 2012 auf Wiesen und Weiden der drei Biodiversitäts-Versuchsflächen in den Regionen Schwäbische Alb, Hainich-Dün und Schorfheide-Chorin erfasst wurden. Entsprechend der dortigen Bewirtschaftungsformen, von intensiv über mäßig bis extensiv, wurde untersucht, wie sich die Populationen der am häufigsten vorkommenden Insekten und Spinnen veränderten.

Intensität der Bewirtschaftung optimal verteilen

Das Fazit: Wenn Wiesen und Weiden in einer Region unterschiedlich stark bewirtschaftet werden, sind Ertragssteigerung und Artenschutz durchaus vereinbar. Entscheidend ist aber, dass die Bewirtschaftung auf Landschaftsebene geplant wird. „Nur so finden Arten, die extremere Habitate brauchen ebenso wie anspruchslosere Generalisten unter den Insekten ihren speziellen Lebensraum. Denn idealerweise können die Arten einfach dahin abwandern, wo es für sie passt“, betont Nadja Simons. Darüber zeigte sich, dass im günstigsten Fall sogar mehr Arten den für sie optimalen Lebensraum finden, berichtet Simon. „Wird die Nutzungsintensität in einer Region optimal verteilt, war die Anzahl Arten, die profitieren sogar höher als im aktuellen Zustand. Theoretisch kann so der Ertrag – betrachtet über eine ganze Region – erhöht werden, ohne dass die Populationen der Insekten kleiner werden.“

Landschaften in der Region planen und fördern

Den Landwirten wir daher empfohlen, das breite Spektrum an Bewirtschaftungsformen über eine möglichst große Gesamtfläche hinweg zunutzen. Darüber hinaus raten die Forscher zu einer engeren Zusammenarbeit der Landwirte in der Region. Sie sollten „wie in einem Orchester zusammenarbeiten und nicht als Solist agieren“. Simon sieht aber auch die Politik in der Pflicht: „Würde die Politik die Bewirtschaftung einer ganzen Region berücksichtigen, anstatt Maßnahmen nur auf einzelnen Flächen zu fördern, könnte dies ebenso zum Erhalt von mehr Arten führen.“

Grüne Mode ist zunehmend gefragt: Die Ethical Fashion Show und der Greenshowroom, die parallel zur Berliner Fashion Week vom 4. bis 6. Juli 2017 stattfinden, melden jährlich steigende Besucher- und Ausstellerzahlen. Bei der vergangenen Winterschau waren es bereits 178 nachhaltige Labels, in diesem Sommer sind es 180. Besonders nachhaltig hergestellte Kleidungsstücke werden mit Preisen ausgezeichnet und prominent in den Medien diskutiert. Zur Fashion Week macht sich nun auch der Bioökonomierat, ein Expertengremium, das die Bundesregierung auf dem Weg in eine biobasierte Wirtschaft berät, für den Einsatz von biobasierten Rohstoffen und Verfahren in der Textilindustrie stark und gibt einen Überblick über vielversprechende Innovationen in diesem Bereich.

Chemiefasern dominieren Textilindustrie

Am globalen Modemarkt gemessen fristen nachhaltige Textilien immer noch ein Nischendasein. Weiterhin sind 60% der Stofffasern chemischen Ursprungs, 80% hiervon sind aus dem Kunststoff Polyester. Diese Fasern basieren auf Erdöl und ihre Herstellungsverfahren sind sehr energieintensiv. Nahezu 1% des globalen Erdölverbrauchs wird allein für die Textilfaserherstellung genutzt. Ihr Abrieb (Mikroplastik) belastet die Ökosysteme der Meere und Seen.

Bei den übrigen 40% handelt es sich um Pflanzenfasern. Fast ausschließlich wird hierfür Baumwolle eingesetzt. Anbau und Verarbeitung von Baumwolle sind prinzipiell sehr ressourcenintensiv. „An vorderster Stelle steht dabei der hohe Wasserverbrauch, aber auch die negativen Auswirkungen für eine nachhaltige Bodennutzung in Schwellen- und Entwicklungsländern. Das müssen wir berücksichtigen“, betont Joachim von Braun, Co-Vorsitzender des Bioökonomierates.

Der hohe Energie- und Chemikalieneinsatz, der bei der Veredelung von Kleidungsstücken und Modeaccessoires entsteht, stellt ein weiteres Problem dar. Stoffe werden meist mit chemischen Farben koloriert, Jeansteile mit aggressiven Bleichmitteln behandelt und Leder zur Gerbung in giftige Chromlaugen getaucht.

Biobasierte Verfahren verbessern Umweltbilanz

Die Bioökonomie bietet eine wachsende Zahl an beeindruckenden Produkten und Verfahren, die in ihrer Gesamtheit einen Unterschied machen können. In der Bioökonomie gilt die Natur mit ihren geschlossenen Kreisläufen und funktionalen Materialien als zentrales Vorbild.

„Biobasierte Verfahren können die Umweltbilanz der Textilherstellung stark verbessern. Sie benötigen deutlich weniger Wasser und Energie als die üblichen chemischen Prozesse und erzeugen kaum Schadstoffe“, erläutert Christine Lang, ebenfalls Vorsitzende des Bioökonomierates. Cellulasen erzielen beispielsweise den modernen Stonewashed-Effekt bei Jeans. Das Enzym Katalase wiederum ermöglicht umweltfreundlicheres Bleichen und Färben. Naturstoffe spielen ebenso eine wichtige Rolle bei der Veredelung von Textilien. Extrakte von Rhabarberwurzeln oder Olivenblättern etwa können zur haut- und umweltfreundlichen Ledergerbung verwendet werden.

Mikroalgen und biobasierte Farben ermöglichen schadstofffreies Färben. Biobasierte Verfahren tragen auch dazu bei, Kleidung besser zu pflegen und die Lebensdauer zu verlängern. Spezielle Enzyme in Waschmitteln reinigen Textilien z. B. schon bei niedrigen Waschtemperaturen. Andere wiederum verhindern die Knötchenbildung von Baumwollfasern. Die Kleidungsstücke nutzen sich dadurch langsamer ab und bleiben länger in Gebrauch. Was Enzyme alles in der Textilbearbeitung leisten, ist in diesem Dossier beschrieben.

The majority of Central European forests such as the German Black Forest are characterised by spruce. The Norway spruce is Germany’s most important commercial tree. Due to climate change droughts are expected to become more and more common and intense in Europe. However, not every plant species has adapted to this. Researchers of the University of Freiburg (Breisgau) and the Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research (WSL) investigated conifers in the Black Forest. They found that the indigenous Silver fir and the Douglas fir, introduced from Northern America, are more tolerant to droughts than the spruce. The results are published in the journal „Global Change Biology“.

Increased number of droughts as a challenge

Extreme droughts as a consequence of global climate change are expected to be one of the greatest challenges facing commercial forestry in the medium term. Valentia Vitaly and Jürgen Bauhus from the Chair of Silviculture at the University of Freiburg studied 270 conifer trees for each of these species: Silver fir, Douglas fir and Norway Spruce. The trees were located at different altitudes between 400 and 1200m above sea level. The researchers analysed the tree rings before, during, and after the extreme summer droughts of 1976 and 2003. “We wanted to detect which conifer species best withstands drought and which recover the quickest and fullest after dry spells”, said Jürgen Bauhus, professor at the Chair of Silviculture.

Spruce less resistant to drought than fir

“Spruce was the least resistant and resilient to the extreme summer drought in 2003. Silver and Douglas fire were much less affected by drought”, summarized the researcher Vitali. According to the scientist, this is surprising and very positive, since especially Silver firs suffered severely from acid rain falls in the 1970s and 1980s and was thus considered endangered. Now it is an alternative native tree species for the future. While the Douglas fir shows a higher overall productivity, the Silver fir has a greater positive effect on biodiversity and demonstrates higher drought resilience at higher altitudes.

Silver and Douglas fir could replace spruce in mixed forests

Both Silver and Douglas fir would be suitable replacements for spruce. The scientists therefore suggest replacing spruce forests by mixed forests with Silver and Douglas fir, with Silver fir being the most suitable for higher altitudes in the Black Forest. Thus, the choice of tree species could contribute to maintaining a high level of productivity in Central European forestry even given the worsening conditions of climate change.

20 Prozent der Bienenvölker in Deutschland haben den vergangenen Winter nicht überlebt, ein hoher Wert. Im Schnitt gelten 10 bis 15 Prozent Verluste als normal. Bienenforscher halten einen Mix an Faktoren für das alljährliche Bienensterben verantwortlich. Die Hauptverdächtigen: Der Klimawandel, die Varroa-Milbe und Pestizide aus der industriellen Landwirtschaft - wie die Neonicotinoide (kurz: Neonics). Eine Reihe an kürzlich veröffentlichten Studien hat einige dieser Stressfaktoren für die Bienen genauer untersucht.

Bienen und Blüten verpassen sich

Durch den Klimawandel kommt zu zeitlichen Fehlabstimmungen zwischen Bienen und Frühjahrsblühern. Wenn die Bienen zu früh aus ihrer Winterruhe erwachen, bevor die Blüten auf den entsprechenden Pflanzen ausgebildet sind, müssen sie hungern. Dadurch werden nicht nur sie selbst sondern auch ihr Nachwuchs in Mitleidenschaft gezogen. Ökologen der Universität Würzburg haben in einer Studie gezeigt, dass bereits eine zeitliche Fehlabstimmung von drei bis sechs Tagen genügt, um das Überleben der Bienen zu beeinträchtigen. Die Forscher haben ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Journal of Animal Ecology“ publiziert.

Neonicotinoide machen Bienen orientierungslos

Zum Einsatz und den Auswirkungen von Pestiziden, insbesondere den Neonicotinoiden, wurden zeitgleich zwei große, internationale Studien in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht. Neonicotinoide sind ein Nervengift, das besonders für Nutzpflanzen schädlichen Insekten gezielt den Garaus machen soll. Leider haben die Neonics auch auf nützliche, bestäubende Insekten einen negativen Effekt. So haben Laborexperimente gezeigt, dass das Pestizid die Orientierung von Sammlerbienen durcheinanderbringt. Die Tiere finden schlechter oder gar nicht mehr zurück zu ihrem Bienenstock. Ohne ihren Bienestock haben sie jedoch nur sehr geringe Überlebenschancen. Der Bienenstock auf der anderen Seite erfährt Pollendefizite durch die fehlenden Sammlerbienen- die Vorräte sind kleiner, wodurch das langfristige Überleben des gesamten Volks in Gefahr gerät.

Vom Mais in die Umgebung gelangt

Zwei in Science veröffentlichte Studien liefern erstmals Daten aus groß angelegten Freilandstudien. Eine der Science-Studien befasst sich mit den Auswirkungen des Neonicotinoid-Gebrauchs für Bienen in der Nähe von kanadischen Maisanbaugebieten. Mais ist eigentlich eine luftbestäubte Pflanze, doch offenkundig gelangen Spuren der wasserlöslichen Pestizide in die Umgebung und werden von Pflanzen aufgenommen, die wiederum von den Bienen bestäubt werden. Die kanadischen Forscher beobachteten eine erhöhte Sterblichkeit bei den den Arbeiterinnen in den mit Neonics belasteten Völkern. Zudem zeigte sich, dass Spuren der Pestizide auch lange in der Umwelt überdauern.

Neonics-Schäden je nach Standort verschieden ausgeprägt

Die zweite im Journal Science publizierte Studie wurde zwei Jahre lang an 33 Standorten in Deutschland, Ungarn und Großbritannien durchgeführt. Finanziert wurde die Neonics-Freilandstudie von den Agrarchemie-Konzernen Bayer Crop Science und Syngenta. Die Unternehmen investierten 2,8 Mio. Britische Pfund dafür, nahmen aber keinerlei Einfluss auf die Auswertung der Daten. Im Fokus: Die Bienenforscher pflanzten mit den Neonics Clothiandidin und Thiamethoxam ummantelte Rapssamen aus und untersuchten die Gesundheit der in der Nähe aufgestellten Bienenvölker. Die Ergebnisse zeichnen allerdings ein gemischtes Bild: in England und Ungarn ließ der Clothianidin-Gebrauch die Größe der Bienenvölker im Folgejahr um fast ein Viertel schrumpfen.

In Deutschland hatten die Chemikalien indes keine nachweisbaren negativen Effekte gezeigt. Allerdings kritisieren einige Wissenschaftler, die Bedingungen der Science-Studie seien nicht gut genug kontrolliert gewesen sein. So seien beispielsweise die Blühpflanzen nahe den Rapsfeldern nicht vergleichbar gewesen, und die anfängliche Gesundheit der Bienenvölker nicht ausreichend kontrolliert worden. Daher seien die Ergebnisse nicht wirklich vergleichbar zwischen den Ländern und ließen somit keine endgültigen Schlüsse bezüglich der Nebenwirkungen der Neonicotinoide zu.

Obwohl die schädlichen Nebenwirkungen schon länger diskutiert werden, gibt es kein flächendeckendes Verbot für Neonicotinoide in der Landwirtschaft. Seit 2013 dürfen drei von der Europäischen Kommission als besonders gefährlich eingestufte Neonicotinoide nur noch stark eingeschränkt verwendet werden. Noch dieses Jahr soll die European Food Safety Authority (EFSA) den Gebrauch dieser Pestizide neu bewerten. Sie wird dafür auch die neuen wissenschaftlichen Publikationen zu Rate ziehen.

jmr/pg

Kunstgeschichte oder Biologie? Johannes Gescher konnte sich in der Schule für beides begeistern. Letztlich gab er dennoch dem Biologiestudium den Vorzug. Also zog er von seiner Geburtsstadt Fulda in die Universitätsstadt Freiburg im Breisgau. Hier faszinierte ihn schon früh die Welt der Kleinstlebewesen: „Noch während des Vordiploms wurde mir klar: meine Zukunft liegt in der Mikrobiologie“, sagt Gescher heute.

Fasziniert vom Mikrobenstoffwechsel

Nach seinem Diplom absolvierte Gescher auch seine Doktorarbeit an der Universität Freiburg unter der Leitung des Mikrobiologen Georg Fuchs – eine Zeit, an die er gerne zurückdenkt. Mit seinem einstigen Mentor steht er auch heute noch in Kontakt. Thematisch beschäftigte sich Gescher während seiner Doktorarbeit damit, wie Mikroorganismen aromatische Substanzen abbauen. In der Arbeitsgruppe waren damals gerade erst neue Stoffwechselwege in den Mikroorganismen entdeckt worden, die er daraufhin genauer untersuchte.

Und schon während dieser Arbeiten zog es ihn in internationale Sphären – er nahm an zwei Mikrobiologiekursen in den USA teil, bei denen er Alfred Spormann kennenlernte. Nach der Promotion wechselte Gescher in dessen Labor an die Stanford University in Kalifornien, um dort als Postdoc zu arbeiten. Seinem Grundinteresse an den außergewöhnlichen Katalysefähigkeiten von Mikroorganismen blieb er dabei treu. „Es passte einfach“, so Gescher. „Es gab zwar einen thematischen Sprung von Aromaten-Abbauwegen hin zu der Fähigkeit von Mikroorganismen, als Katalysatoren zu fungieren. Doch letztlich ging es noch immer um die spannenden Stoffwechselwege und vielfältigen Fähigkeiten von Mikroorganismen.“

Rückkehr mit Elitestipendium

2007 kehrte Gescher als Nachwuchsgruppenleiter nach zwei Jahren aus den USA an die Universität Freiburg zurück. Dabei erhielt er ein Stipendium des Eliteprogramms für Postdoktoranden der Baden-Württemberg-Stiftung. „Das ist eine wirklich tolle Fördermaßnahme“, sagt Gescher. „Durch dieses Stipendium kann man als Heimkehrer und junger Wissenschaftler einen Doktoranden einstellen, und wird gleichzeitig auch noch über Fortbildungsmaßnahmen betreut.“ Anschließend war er Vertretungsprofessor für Mikrobiologie an der Universität Freiburg, bevor er 2011 als Professor für Angewandte Biologie am Institut für angewandte Biowissenschaften (IAB) zum Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wechselte.

„Das Alleinstellungsmerkmal meiner Forschungsgruppe am KIT ist, dass wir über ein systembiologisches Verständnis unsere Organismen verfügen wollen, bevor wir sie molekularbiologisch verändern, um sie zur Produktion bestimmter Stoffe einzusetzen“, erläutert Gescher.

Von Abgas zu Bioplastik

Die zwei vermutlich umfangreichsten öffentlich geförderten Forschungsprojekte, an denen Gescher beteiligt ist, heißen „BioElectroPlast“ und „ZeroCarb FP“. Bei dem Projekt ZeroCarb FP handelt es sich um eine industriell geführte strategische Allianz, bei der Gescher als akademischer Forschungspartner eng mit den Industriepartnern Südzucker AG und BRAIN AG zusammenarbeitet. Das Ziel: Kohlendioxid aus Abgasströmen in werthaltige chemische Verbindungen zu verwandeln. Die Rolle der Umwandlung übernehmen auch hier die unter anderem von Gescher entwickelten Biokatalysatoren.

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte, und von Gescher geleitete Projekt „BioElectroPlast“ hingegen hat zum Ziel, ein ressourcenschonendes Verfahren zur Herstellung von Bioplastik zu entwickeln. Außerdem soll „BioElectroPlast“ einen Weg aufzeigen, Kohlendioxid als leicht verfügbaren Rohstoff in die Wertschöpfungskette einzubauen.

Gescher: „Wir wissen bereits seit etwa sechs Jahren, dass manche Mikroorganismen Strom sozusagen fressen – also als Energiequelle aufnehmen – können. Mithilfe der mikrobiellen Katalyse könnten Mikroben demnach nachhaltig produzierten Strom in organische Wertstoffe umsetzen.“ Gescher und sein Team haben Mikroben ausgewählt, die in der Lage sind, Kohlendioxid aus Rauch- und Abgasen als Substrat für ihren Stoffwechsel zu nutzen. Die erste Substanz, die sie so produzieren wollen, ist der Biokunststoff Polyhydroxybuttersäure. Seit Herbst 2016 unterstützt das BMBF das Verbundprojekt im Rahmen seiner Initiative „CO2Plus – Stoffliche Nutzung von CO₂ zur Verbreiterung der Rohstoffbasis“ für drei Jahre mit insgesamt knapp 1,6 Mio. Euro.

Neben dem IAB am KIT beteiligt sich auch die Universität Freiburg an dem Projekt. Die EnBW, ein Strom- und Gasanbieter in Baden-Württemberg, steuert das Hintergrundwissen auf dem Sektor der erneuerbaren Energie und das Rauchgas für die Mikroben bei. „Unsere Idee für die Zukunft ist es, CO₂-Wäsche aus Abgasen zu betreiben, und das fixierte CO₂ mittels spezieller Mikroorganismen einer stofflichen Nutzung zuzuführen“, fasst Gescher das Vorhaben zusammen. Gescher betont: „Die Organismen, die bisher Bioplastik produziert haben, haben dazu Glucose als Futtermittel verwendet. Wir geben unseren Mikroben hingegen Kohlendioxid zu fressen.“

Beitrag zu einer nachhaltigen Industrie

Für die Zukunft führt für Gescher kein Weg vorbei an einer biobasierten Wirtschaft. Gerade auf dem Feld der Biokatalysatoren sieht er großes Potenzial. Der Biotechnologe selbst betrachtet sein Forschungsthema aus zweierlei Blickwinkeln: „Zum einen interessieren mich noch immer die vielfältigen Stoffe, die von Mikroorganismen unter den unterschiedlichsten Bedingungen katalysiert werden können. Zum anderen sehe ich auch die Notwendigkeit, einen Beitrag zu einer nachhaltigen Wirtschaft zu leisten.“ Doch in dem Projekt „BioElectroPlast“ stehe man gerade erst am Anfang. „In etwa drei Jahren wollen wir einen Demonstrator aufbauen, mit dem wir in kleinem Maßstab die CO₂-Fixierung und Umwandlung testen können“, sagt Gescher.

Abschalten beim Ultra-Marathon

Als Studiendekan am KIT kümmert sich Gescher jedoch nicht nur um seine Forschungsprojekte und die Industriepartner, sondern auch um die Studierenden und deren Zukunft mit und in der Mikrobiologie. Die Zusammenarbeit mit und Unterstützung von dem Zwingenberger Bioökonomie-Unternehmen BRAIN AG schätzt er dabei als besonders wertvoll ein. Außerdem empfiehlt er seinen Studierenden in der Biotechnologie das Buch „Intelligent Wachsen“ von Ralf Fücks als Lektüre.

Angehenden Studierenden rät er zudem, sich bei der Studienfachwahl nicht von vermeintlichen Trendfächern leiten zu lassen. „Man kann nur auf dem Gebiet gut sein, auf dem man auch Interesse und Talent hat.“ Auch Auslandserfahrungen hält Gescher für extrem wichtig. Er selbst habe vor allem die interdisziplinäre Offenheit am Stanford-Campus sehr zu schätzen gelernt, und versuche diese Atmosphäre auch am KIT aufrecht zu erhalten.

Wenn Gescher nach getaner Lehr- und Forschungsarbeit doch einmal von der Arbeit rund um die außergewöhnlichen Fähigkeiten der Mikroorganismen abschalten will, treibt es ihn nach draußen, wo er selbst einem nicht minder außergewöhnlichen Sport nachgeht: „Ich laufe Ultramarathon, also ab 60 Kilometer aufwärts. Ich genieße das dann richtig, wenn ich morgens loslaufe und weiß, die nächsten zehn Stunden sind genau vorhersehbar – und ich mache nichts anderes als laufen.“ Bei so einem Marathonlauf wird übrigens auch jede Menge CO₂ freigesetzt - der Rohstoff, mit dem Gescher theoretisch auch seine Mikroorganismen füttern könnte.

Autorin: Judith Reichel

Art history or biology? During his school days, Johannes Gescher couöd have chosen either one. Eventually though, the biology studies won out, and the young student moved from his birthplace of Fulda to the university town Freiburg. Once there he was captivated by the world of microorganisms almost immediately: “Even during my undergraduate degree, I saw that my future was in microbiology,” Gescher says today.

Fascinated by the microbial metabolism

After finishing his degree, Gescher stayed at the University of Freiburg to complete his doctoral thesis under the supervision of microbiologist Georg Fuchs. It is a time that he now recalls with fondness, and he is still in contact with his former mentor. During his doctoral dissertation, Gescher dealt with the topic of how microorganisms break down aromatic substances. The working group in which he was active had recently discovered new metabolic pathways in microorganisms, which he set out to examine in more detail.

This work soon took him to international spheres, including two microbiology courses in the US, where he met Alfred Spormann. After completing his doctorate, Gescher moved to Stanford University in California to work as a postdoc in Spormann’s laboratory. There, he remained faithful to his fundamental interest in the exceptional catalytic powers of microorganisms. “It just was a good fit,” says Gescher. “There was a thematic leap from aromatic degradation pathways to the ability of microorganisms to function as catalysts. Nevertheless, the focus remained on the intriguing metabolic pathways and the diverse potential of microorganisms.”

Homecoming with an elite scholarship

After two years in the US, Gescher returned to the University of Freiburg in 2007 as a junior research group leader. The move was funded by a scholarship from the elite postdoctoral programme of the Baden-Württemberg Foundation. “It really is a fantastic funding opportunity,” says Gescher. “The scholarship enables young scientists who are returning from abroad to employ a doctoral student and, at the same time, to receive ongoing support in the form of advanced training.” Gescher eventually became a Substitute Professor of Microbiology at the University of Freiburg before moving to the Karlsruhe Institute of Technology (KIT) in 2011 as Professor of Applied Biology at the Institute for Applied Biosciences (IAB).

“The distinguishing feature of my research group at KIT is that we aim to gain a system-biological understanding of our organisms before altering them on a molecular level for use in the production of specific substances,” explains Gescher.

From exhaust fumes to bioplastics

Probably the two most extensively and publicly funded research projects in which Gescher is involved are ‘BioElectroPlast’ and ‘ZeroCarb FP’. The ZeroCarb FP project is an industrially led strategic alliance in which Gescher, as an academic research partner, is working in close cooperation with the industrial partners Südzucker AG and BRAIN AG. The overarching objective: to convert carbon dioxide from flue gas streams into valuable chemical compounds. This transformation is carried out, among others, by the biocatalysts developed by Gescher and his team.

The BioElectroPlast project, which is funded by the German Federal Ministry of Research and Education (BMBF) and is headed by Gescher, is working towards the development of a resource-conserving process for the production of bioplastics. In parallel the project is also outlining a path towards the incorporation of carbon dioxide as an easily available raw material into the value chain.

Gescher: “For about six years now, we have known that some microorganisms can, in a manner of speaking, ‘eat’ electricity as a source of energy. Accordingly, and aided by microbial catalysis, microbes could convert sustainably-produced electricity into organic resources.” Gescher and his team have selected microbes that can utilise carbon dioxide from flue and exhaust gases as a substrate for their metabolism. The first substance that they intend to produce using this approach is the biopolymer polyhydroxybutyric acid. Since the autumn of 2016, the BMBF is supporting the joint project over the course of three years with a total of almost €1.6 million as part of the initiative ‘CO2Plus – Material use of CO₂ for broadening the raw materials base.’

In addition to the IAB at KIT, the University of Freiburg is also taking part in the project. The EnBW – an electricity and gas provider in Baden-Württemberg – is contributing the background know-how regarding the renewable energies sector and flue gases. “Our idea for the future is to carry out CO₂ scrubbing of exhaust fumes and to make the fixed CO₂ available for material use through the application of special microorganisms,” says Gescher. “The organisms that were previously used in the production of bioplastics have been fed with glucose,” emphasises Gescher. “By way of contrast, we feed our microbes carbon dioxide.”

A contribution to a sustainable industry

For Gescher, there will be no way around a bio-based economy in the future, and he sees great potential in particular for the field of biocatalysts. The biotechnologist views his own field of research from two different perspectives: “On the one hand, I have always been interested in the varied substances that it is possible to catalyse using microorganisms under the most diverse conditions. On the other hand, I also see the importance of contributing to a sustainable economy.” Nevertheless, these are very early days for the BioElectroPlast project. “In about three years, we hope to build a demonstrator for the small-scale testing of CO₂ fixation and conversion,” says Gescher.

Switching off with an ultramarathon

As an academic dean at KIT, Gescher not only looks after his research projects and industry partners, but also takes care of students and guides them towards a future in microbiology. Thereby, he regards the cooperation with and support from the Zwingenberg-based bioeconomy company BRAIN AG as particularly valuable. As for his students’ reading, he recommends the book ‘Intelligent Wachsen: Die grüne Revolution’ (Intelligent growth: The green revolution) by Ralf Fücks.

His advice for future students: Don’t be swayed by the latest trends when choosing their subject. “You can only be outstanding in a field in which you are interested in and maybe have a natural ability for.” Gescher also regards international experience as extremely important. In his own career, he learnt to appreciate the interdisciplinary openness at the campus in Stanford, and has tried to emulate this atmosphere at KIT.

After completing his teaching and research work, and when it is time to switch off from the extraordinary abilities of microorganisms, Gescher heads to the outdoors, where he pursues a no less extraordinary sport: “I run ultramarathons, namely 60 kilometres and upwards. I really enjoy setting off in the morning and knowing exactly what the next ten hours will look like – nothing but running.” Incidentally, this kind of activity tends to release a great deal of CO₂ – maybe Gescher can one day even harvest these fumes for his microorganisms.

Author: Judith Reichel

Holz ist ein wichtiger Rohstoff für die biobasierte Wirtschaft. Ein wichtiger Holzbestandteil ist die Lignozellulose, die beispielsweise für Baustoffe und zur Papierherstellung genutzt wird und in Bioraffinerien in seine Unterbestandteile zerlegt wird. Forstingenieur Alex Giurca untersucht an der Universität Freiburg im Breisgau, wie wirtschaftliche Akteure in Sachen Lignozellulose miteinander vernetzt sind. Im Projekt „Lignozellulose basierte Bioökonomie: Akteure und Beziehungen“ hat er die Situation in Deutschland untersucht. Die Netzwerkanalyse soll nun auf skandinavische Länder ausgeweitet werden. Das Projekt gehört zum Forschungsverbund Lignozellulose der Bioökonomieforschung in Baden-Württemberg.

Inhaltsstoffe der Birke sind in vielen Kosmetik- und Arzneiartikel zu finden. Der Wirkstoff Methylsalicylat (MeSA) wird vor allem wegen seiner entzündungshemmenden Wirkung bei Muskel- und Gelenkschmerzen oder rheumatischen Beschwerden geschätzt. Bisher wird dieser Stoff meist chemisch mit synthetischen Verfahren hergestellt. Dass die natürliche Quelle dafür nicht genutzt wird, liegt an der Vielzahl der verschiedenen Birkenarten und der Tatsache, dass der MeSA-Gehalt jeweils unterschiedlich stark ist.

Ursachen für unterschiedliche Wirkstoff-Gehalt

Im kürzlich gestarteten Projekt „Birch-MeSA“ wollen Forscher unter der Leitung der Christian-Albrechts-Univerität Kiel nun eine umweltfreundliche, natürliche Alternative zur synthetischen Herstellung des Wirkstoffes Methylsalicylat entwickeln. In einem ersten Schritt sollen daher die Ursachen für die unterschiedlichen MeSA-Gehalte und die Verwandtschaftsverhältnisse der oft gekreuzten Birkenpflanzen ergründet werden. „Wir hoffen, ein schnell einsetzbares Screening-Verfahren zu entwickeln, mit dem wir Birkenarten mit einem hohen MeSA-Gehalt als Grundlage für die Züchtung von ertragreichen Kultursorten sicher bestimmen können“, erklärt der Projektverantwortliche Christian Moschner.

Birkenholz als Biomasse etablieren

Birkenholz ist aber auch zunehmend als Biomasse zur nachhaltigen Energiegewinnung interessant. Ziel des Projekt „Birch-MeSA“ ist es daher auch, nachhaltige Formen des Birkenanbaus zu finden. Die Hackschnitzel des Birkenholzes werden bereits zu Pellets verarbeitet und zur Wärmegewinnung genutzt. Ein entscheidender Vorteil: Ähnlich wie Weide oder Pappel ist die Birke ein robustes und schnellwachsendes Gehölz. Damit kann sie die wachsende Nachfrage nach Biomasse bestens bedienen. Die Forscher sind überzeugt, dass sich dieses Pflanze daher bestens zum Anbau auf sogenannten Kurzumtriebsplantagen (KUP) eignet.

Wirkstoff- und Holzproduktion kombinieren

Diese Anbauform könnte somit eine Perspektive für Agrarbetriebe sein. Denn durch die kombinierte Wirkstoff- und Holzproduktion beim Birkenanbau könnten hohe Erträge eingefahren werden. Hinzu kommen die ökologischen Vorteile der Birkenplantagen. „In unserem interdisziplinären Forschungsprojekt wollen wir gemeinsam mit unseren Partnerinnen und Partnern die Machbarkeit des dualen Konzepts von Wirkstoffgewinnung und Holzproduktion aus Birkenplantagen belegen. Daraus entwickeln sich womöglich neue Erwerbsperspektiven für heimische landwirtschaftliche Betriebe“, fasst Moschner zusammen. So bräuchten die Äcker bei mehrjährigen Baumkulturen nicht jährlich umgepflügt werden, was einen positiven Einfluss auf die biologische Vielfalt hätte.

Auch wäre der Boden so durch Wind- und Wasser besser geschützt, wodurch die Humusbildung gefördert und die Bodenqualität verbessert wird. Nebenbei ist die Nutzung des Birkenholzes zur Energiegewinnung eine umweltfreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen und hilft, den CO2-Ausstoß zu drosseln. Die Forscher hoffen, dass sich nach Abschluss des Projektes möglichst viele Pharmaunternehmen für die nachhaltige Wirkstoffherstellung interessieren und Landwirtschaftliche Unternehmen den Vorteil von Birkenplantagen erkennen.

Das Projekt „Methylsalicylat in Birken“ (Birch-MeSA) wird unter der Förderrichtlinie „Energiewende und Umweltinnovationen“ des Landesprogramms Wirtschaft des Ministeriums für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein bis 2020 mit insgesamt 350.000 Euro gefördert. Neben Forschern der CAU sind das Thünen-Institut für Forstgenetik in Großhansdorf, das JKI - Institut für ökologische Chemie, Pflanzenanalytik und Vorratsschutz in Berlin und das Centrum Industrielle Biotechnologie (CIB) der Fachhochschule Lübeck beteiligt.

bb

20% of bee colonies in Germany did not survive the winter – a high toll: the average loss per winter is about 10%. Since the turn of the millennia there have been several waves of widespread bee death with detrimental consequences for the agricultural industry. However, the reasons behind these disappearances are not entirely resolved yet. Nonetheless, it seems very likely that global climate change, as well as the use of pesticides, especially neonicotinoids, play an important role regarding these disappearances.

When bees and flowering don’t match

Due to global warming the timing of bees re-awakening in the spring and the first flowers oftentimes don’t match up anymore. If the bees are awakening too early, they won’t find enough pollen and possibly starve. This does not only affect the starving bees themselves, but also their offspring. Ecologists at the University Würzburg could show that even a miss-match of three to six days can negatively affect the chances of survival for the bees. The researcher published their results in the journal „Journal of Animal Ecology“.

Neonicotinoids disorient bees

Two major studies investigating the effects of pesticides, in particular of neonicotinoids, on bees and the environment, have just been published in the journal Science. Neonicotinoids (neonics) are neurotoxins. Lab-based studies have suggested that neonics can harm bees seriously. They might not be lethal but bees become disoriented and hardly find their way back to the hive. Isolated from their hive, however, chances for survival are slim for them. Moreover, the worker bees within the hive rely on the input of pollen. Without it the supply-stock is depleting and the survival of the entire hive is endangered.

Spill-over from corn fields

One of the recent Science studies investigated the implications of neonicotinoids use for bees living in the neighbourhood of Canadian cornfields. Although corn gets pollinated through the air, traces of the water soluble pesticides could spill over from fields into the surrounding environment and came into contact with wild flowers. Indeed, the Canadian researchers were able to show that even the use of neonicotinoids for plants pollinated by air, negatively affect bee populations living close by and increases their mortality rate.

Location-dependent consequences

The second study published in Science was a collaboration that took place at 33 large farmland sites spread across the UK, Germany and Hungary. The researchers involved investigated to what extent neonicotinoid-treated canola affects bee colonies in their countries.The £2,8 million cost of the research was met by agrochemicals giants Syngenta and Bayer, the companies that sell the two neonics tested. The companies were not involved in the design and the reporting of the study.

Their results show that the use of this pesticide negatively affects the survival of bees in the UK and Hungary, and reduces their colony size up to a quarter in the following year. Suprisingly, they reported no such effect for the bees in Germany.

However, peers of the scientists not involved in the study are criticising the make-up and planning of the study. They claim the conditions between the countries are not comparable. For instance, the blooming plants close to the canola fields were very different but are important for possible compensatory mechanisms. Moreover, the health of the bees at the beginning of the studies was not controlled for, according to the peers. Therefore other scientists claim the results are not convincing enough to draw final conclusions about the side effects of neonicotinoids.

Although the adverse effects of these pesticides have been discussed among scientists, farmers and politicians for quite some time, there is currently no comprehensive ban regarding the use of neonicotinoids. Since 2013 the European court of justice has ruled that three neonicotinoids deemed particularly dangerous can only be used in very restricted settings. By the end of 2017 the European Food Safety Authority (EFSA) is scheduled to assess the use of pesticides anew. For that decision they will also draw on the results of these recent publications.

jmr/pg

Holz ist ein uralter Brennstoff, der zunehmend an Bedeutung gewinnt. Als alternative Energiequelle zu fossilen Rohstoffen wie Kohle oder Erdöl sind insbesondere Holzhackschnitzel in Industrie und privaten Haushalten gefragt. Doch die unterschiedlichen Größen der zu verarbeitenden Hölzer, vom Stamm-, über Wurzel- bis hin zu Kronenholz, ist für gängige Industriehäcksler eine energetische Herausforderung. Im Rahmen des Projektes "EnGie-Hacker" wollen daher Baumaschinisten der Technischen Hochschule Köln gemeinsam mit zwei Industriepartnern in den kommenden drei Jahren ein effizienteres und umweltfreundlicheres Antriebskonzept für Holzhacker entwickeln. „Die größte Herausforderung für jeden Holzhacker ist die ständig variierende Belastung durch wechselnde Durchmesser oder Härten der Holzstämme, die zerkleinert werden“, sagt Projektleiter Andreas Bogala. Die meist mobilen, dieselbetriebenen Geräte sind daher für die Hölzer oft überdimensioniert und verbrauchen somit unnötig Treibstoff.

Generator drosselt Spritverbrauch

Ziel des Projektes ist es, einen Elektrogenerator in die Maschine einzubauen und so den Dieselverbrauch deutlich zu drosseln. „Unser Konzept sieht einen mittelstarken Dieselmotor vor, der nicht mehr so viel Leistung hat, wie für sehr dicke Stämme nötig wäre. Werden nur dünne Äste oder Gestrüpp verarbeitet, lädt die überschüssige Energie die Batterien auf. Diese unterstützen die Maschinen, wenn Lastspitzen benötigt werden“, erklärt Eduard Dietrich, der im Projekt für die Sensorik verantwortlich ist. Der Dieselmotor soll also im Fahrzeug verbleiben, aber den neuen Generator antreiben und nicht wie bisher direkt die verschiedenen Komponenten des Hackers. Der Hacker soll fortan vom Elektrogenerator mit Strom versorgt werden.

Energieersparnis simulieren

Zunächst wollen die Forscher aber den aktuellen Aufbau der Maschine analysieren und davon ein virtuelles Modell erstellen, anhand dessen später das Energieeinsparpotential der einzelnen Komponenten untersucht werden kann. „Auf Basis unserer Berechnungen entwickeln wir dann eine Möglichkeit, den Generator zwischen Dieselmotor und Maschine zu schalten, sowie eine neue Regelungsstrategie“, erklärt der im Projekt für Simulationen zuständige Mitarbeiter Dirk Niederberghaus.

Das Projekt "EnGie-Hacker", das im Juli gestartet ist, wird im Rahmen des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) vom Land Nordrhein-Westfalen und dem europäischen Fonds mit insgesamt 1,4 Mio. Euro gefördert.

Haus- und Nutztiere sind weltweit auf dem Vormarsch und bieten damit einen großen Markt mit enormem Wachstumspotenzial. Darauf setzt auch Bayer und baut sein Geschäft mit Tiergesundheitsprodukten (Animal Health) weiter aus. Bis zum Jahr 2021 sollen etwa 92 Mio. Euro in die Weiterentwicklung des Standorts Kiel fließen, denn hier werden einige der wichtigsten Produkte für den Weltmarkt hergestellt.

Gestiegene Nachfrage erfordert Neubau

Bayer will sich zunehmend als Life-Science-Konzern profilieren, mit Kernkompetenzen in den Gebieten Gesundheit und Agrarwirtschaft. Im Bereich der Animal Health hat vor allem die gestiegene Nachfrage nach Halsbändern gegen Flöhe und Zecken eine Investition in neue Produktionshallen sowie neue Abfüll- und Verpackungsmaschinen unabdingbar gemacht. Zudem soll auch die Herstellung von Pipetten mit flüssigem Parasitenschutz für Haustiere ausgeweitet und vorangetrieben werden. Außerdem werden andere Flüssigprodukte und die Optimierung der Tablettenherstellung für Haus- und Nutztiere mit Millionenbeträgen gefördert, und auch in die Erweiterung der Infrastruktur des Standortes soll investiert werden.

Schützende Halsbänder aus Kiel

„Kiel ist mit Abstand der bedeutendste Produktionsstandort für unsere Tiergesundheitssparte“, sagt Dirk Ehle, Leiter des Bayer-Geschäftsbereichs Animal Health. „Dort stellen wir etwa 60 Prozent aller unserer weltweit vertriebenen Produkte her. Als strategischer Produktionsstandort für Pipetten und Floh- und Zeckenhalsbänder trägt Kiel maßgeblich zum Erfolg unseres Geschäftsbereiches bei. Speziell im Bereich Halsbänder erwarten wir auch in der Zukunft ein deutliches Wachstum. Zudem bereiten wir Kiel darauf vor, die Anforderungen für die künftige Produktion unserer Pipelineprodukte erfüllen zu können. Damit ist der Standort auch mittel- bis langfristig gut aufgestellt.“ Im Jahr 2016 lag bei Bayer der Umsatz des gesamten Geschäftsbereichs Animal Health bei rund 1,5 Mrd. Euro. Weitere Produktionsstandorte befinden sich in den USA, Südkorea, China, Vietnam, Brasilien, Mexiko und Neuseeland.

jmr

Bayer aims to further grow its Animal Health Business. Until the year 2021, the company will invest an estimated €92 million into the further development of the production site in Kiel, where some of the most important products for the global market are being manufactured.

Increased demand requires renovation

Bayer is a global enterprise with core competencies in the Life Science fields of health care and agriculture. Within the sector of animal health especially the rising demand for collars against fleas and ticks requires further investments into new production facilities, as well as filling and packaging lines. Additionally the production of pipettes with liquid parasite protection for pets will be expanded. Moreover, other liquid products as well as an optimized production of pills for companion and farm animals will be supported with millions. And, last but not least, Bayer will invest and renew infrastructure of the production site in Kiel.

Getting Kiel ready for the future

“Kiel is by far the most important production site for our animal health business,” says Dirk Ehle, Head of the Bayer unit Animal Health. “Here, we produce around 60 percent of our products, which are sold all over the globe. As a strategic production site for pipettes and flea and tick collars, Kiel substantially contributes to the success of our business unit. We expect significant growth in the future, in particular for our collars. In addition, we want to prepare Kiel for the requirements of the future production of our pipeline products. The site will thus be optimally positioned for medium and long-term.” In 2016, the total Animal Health sales are estimated at €1.5 billion. Further production sites are located in the USA, South Korea, China, Vietnam, Brazil, Mexico, and New Zealand.

jmr

Bei der weltweiten Suche nach Alternativen zu erdölbasierten Treibstoffen geraten nachwachsende Rohstoffe zunehmend in den Fokus der Forschung. Während die Automobilindustrie mit umweltfreundlicheren Modellen aufwarten kann, hinkt der Luft- und Fernverkehr hinterher. Im Projekt "DropIn Biofuels" arbeiten Forscher um den Darmstädter Mikrobiologen Johannes Kabisch an einer neuer Biosprit-Generation, die auch den Flugverkehr emissionärmer machen könnte. Die Forscher setzen dabei auf die Hilfe von Mikroorganismen, um Kohlenwasserstoffe als neuen Antriebststoff nachhaltig zu produzieren. Das Projekt "DropIn Biofuels" wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert.

In the global search for alternatives to oil-based fuels, the scientific community is focusing increasingly on renewable raw materials. While the automotive industry is gradually offering more eco-friendly models, the aviation industry is lagging behind. In the DropIn Biofuels project at the Technical University of Darmstadt, microbiologist Johannes Kabisch and his team are working on a new generation of biofuels that could help reduce the emissions caused by aviation. Thereby, the researchers are turning to the help of special microorganisms towards their goal of the sustainable production of hydrocarbons for use in new propellants. The DropIn Biofuels project is funded by the German Federal Ministry of Food and Agriculture (BMEL).

Lebten 1950 nur 28,8% der Weltbevölkerung in Städten, waren es 2009 bereits 49,9%. Bis 2050 wird sich der Anteil nach Schätzungen des Departments für ökonomische und soziale Angelegenheiten der Vereinten Nationen (UN/DESA) auf nahezu 70% weiter erhöhen.

Die globale Urbanisierung stellt enorme Herausforderungen an eine nachhaltige Entwicklung. Der Bedarf an Wohnraum, Nahrungsmitteln, Infrastruktur und Energie wächst stetig. Städte sind laut, schmutzig und im Sommer sehr heiß. Nur eine nachhaltige Stadtentwicklung kann ihren Beitrag zur Anpassung an den Klimawandel, Energie- und Ressourceneffizienz sowie nachhaltiger Mobilität leisten. Biobasierte Ansätze können hier wichtige Impulse setzen – beim Bauen, mit Blick auf eine urbane Landwirtschaft, bei der Versorgung mit Energie oder der Nutzung von Abfall und Reststoffen.

Phosphor ist für Mensch, Tier und Pflanze eine lebenswichtiger Nährstoff. Vor allem Nutztiere wie Rinder, Schweine und Geflügel können ihren Bedarf nicht allein über die pflanzliche Kost decken, so dass Phosphor dem Futter beigemischt werden muss. Hierbei ist Deutschland auf Importe angewiesen, doch die weltweiten Rohstoffquellen sind begrenzt. Langfristig beklagen Landwirte, dass die Qualität des Phosphors immer schlechter wird. Zugleich belasten die Rückstände aus Klärschlamm die Böden und das natürliche Gleichgewicht. In Kläranlagen ist Phosphor ebenfalls ein großes Problem, weil es das Algenwachstum fördert. Kurzum: Langfristig muss der Einsatz von Phoshor in der Landwirtschaft auf ein Minimum reduziert werden. Doch hierfür ist zunächst zu klären, wie die Tiere den wertvollen Nährstoff eigentlich aufnehmen und wie er zu ihrer Gesundheit beiträgt.

Einfluss von Phosphor auf Tiergesundheit

Im Projekt "P-FOWL" wollen die Forscher der Universität Hohenheim in Stuttgart ergründen, welche speziellen Auswirkungen Phosphor aus pflanzlichen Reserven auf die Tiergesundheit hat, wie Nutztiere den wertvollen Nährstoff im Verdauungstrakt verwerten und wie diese Vorgänge noch effizienter gemacht werden können. Das Projekt „P-FOWL“ startet im Herbst und wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft in den kommenden drei Jahren mit rund 2 Mio. Euro unterstützt. Unterstützt werden die Hohenheimer dabei vom Leibniz-Institut für Nutztierbiologie (FBN) in Dummerstorf, wo alle Ergebnisse der Forschergruppe systembiologisch zusammengeführt werden.

Nährstoffverwertung bei Legehennen im Blick

Im Projekt richten die Wissenschaftler den Fokus auf Legehennen. Denn Legehennen haben im Vergleich zum Menschen eine ausgeprägte Wachstumsphase und produzieren pro Jahr bis zu 300 Eier. Ohne ausreichend Nährstoffe wie Phosphor wäre diese Höchstleistung kaum möglich. “Unsere Ergebnisse sollen Nutztiere darin unterstützen, den in der Nahrung enthaltenen Phosphor möglichst effizient zu nutzen, damit weniger Phosphor aus mineralischen Vorkommen dem Futter zugesetzt werden muss“, erklärt Markus Rodehutscord, Leiter des Fachgebiets für Tierernährung an der Universität Hohenheim.

Funktion der Darmbakterien

Dafür müssen die Forscher zunächst klären, wie der Rohstoff im Verdauungstrakt der Tiere verwertet wird. Bekannt ist, dass die ringförmige Struktur der pflanzlichen Phosphor-Bausteine nicht nur für Menschen, sondern auch im tierischen Darm von den Enzymen schwer zu knacken ist. Die Darmbakterien sind jedoch auf das Phosphor angewiesen, um das Immunsystem fit zu halten.

Die Hohenheimer Forscher wollen daher herausfinden, welche Bakterien am Aufbrechen des Phosphorspeichers beteiligt sind und was deren Aufgabe ist. „Wenn wir die Rolle der beteiligten Mikroorganismen geklärt haben, könnten wir langfristig deren Zusammensetzung so beeinflussen, dass sie den organisch gebundenen Phosphor für die Tiere besser nutzbar machen“, erklärt Mikrobiologin Jana Seifert.  

Rolle der Gene bei Phosphor-Verwertung

Bei der Abspaltung von Phosphor aus den pflanzlichen Quellen können aber auch andere Verbindungen entstehen wie das Abbauprodukt Myo-Inositol. Diese Verbindungen können die Bakterien im Darm und die Tiergesundheit aber beeinflussen. Wie das genau funktioniert ist bisher nicht bekannt. Im Laufe des Projektes „P-FOWL“ wollen die Hohenheimer Experten darauf ebenso eine Antwort finden. Die Rolle die Gene bei der Phosphorverwertung ist ein weiterer zentraler Punkt, der zu klären ist. „Wenn die Rolle der Gene bei der Phosphor-Verwertung geklärt sind, könnte es langfristig möglich sein, bei der Züchtung gezielt Tiere auszuwählen, die genetisch entsprechend gut aufgestellt sind“, erklärt Rodehutscord.