„Wir wollen die Fähigkeit von Essigsäurebakterien und anderen acetogenen Mikroorganismen nutzen, organische Säuren und Alkohole ausschließlich aus Kohlenstoffdioxid aufzubauen“, sagt Dirk Weuster-Botz von der Technischen Universität München. In der Natur werden die dazu erforderlichen Elektronen von Wasserstoff bereitgestellt. Unlängst konnten Wissenschaftler aber zeigen, dass es bestimmte Essigsäurebakterien gibt, die direkt von einer Elektrode abgegebene Elektronen zu Reduktion von CO2 verwenden können. Gelänge es, diesen Bioprozess zu nutzen, ließen sich aus Strom und dem Klimagas wichtige Basischemikalien herstellen.

Noch ist die Zahl dieser speziellen Enzyme gering. Unklar ist auch, wie die Elektronen von der Elektrode auf die bakteriellen Proteine übertragen werden. Ziel des zunächst für zwei Jahre geförderten explorativen Projektes ist es, die reaktionstechnischen Grundlagen der mikrobiellen Elektrosynthese zu erarbeiten, um diese künftig als breit einsetzbare Basistechnologie zu nutzen. Dazu sollen zunächst möglichst viele Mikroorganismen mit entsprechenden Enzymen aufgespürt werden, die unter Luftabschluss aus Kohlendioxid und Wasserstoff Essigsäure herstellen. „Ein Ziel ist es zu prüfen, ob mit diesen Bakterien auch ein direkter Elektronentransfer möglich ist. Außerdem interessiert uns, welche Unterschiede zu Bakterien bestehen, die dies nicht können“, so Weuster-Botz. In einem zweiten Schritt sollen spezielle Bioreaktoren für die mikrobielle Elektrosynthese entwickelt werden. Sind die Prinzipien erst einmal etabliert, kann der Bakterienstoffwechsel gentechnisch so verändert werden, dass auch andere Produkte als Essigsäure produziert werden.  (tg)