In der Krebsmedizin werden sie bereits eingesetzt: Nanoträger, die mit Wirkstoffen beladen sind und diese punktgenau freisetzen, um Krebszellen zu attackieren. Forscher um Frederik Wurm vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI) wollen diese Behandlungsmethode nun auch im Pflanzenschutz etablieren. Im Projekt „NanoProtect“ will das interdisziplinäre Team daher abbaubare Polymere und Nanoträgersubstanzen entwickeln, um bisher schwer zu heilende Pflanzenkrankheiten besser bekämpfen zu können.

Wieviele Tiere, Pflanzen und andere Organismen unseren Planeten bevölkern, lässt sich bis heute nicht genau sagen. 2011 hatten Biodiversitätsforscher aus den USA und Großbritannien erstmals mittels einer neuen Analysetechnik die Zahl der Arten auf etwa 8,7 Millionen geschätzt. Gezählt wurden aber nur Lebewesen, die einen Zellkern haben, also sogenannte Eukaryoten. Bakterien waren nicht darunter. Von dieser Vielfalt wiederum kennt der Mensch bis heute nur einen Bruchteil.

Es wird in der Wundheilung eingesetzt, aber auch in Leuchten und Fernsehern: kaltes Plasma. Plasma gilt nach fest, flüssig und gasförmig als der vierte Aggregatzustand. Dieses elektrisch leitfähige Teilchengemisch aus Atomen, Ionen, Elektronen und Molekülen entsteht, wenn einem Gas Energie zugeführt wird. Neben der Eigenschaft Wunden zu heilen, können kalte Plasmen aber auch multiresistente Bakterien töten, desinfizieren und sterilisieren.

Spinnenseide ist ein Naturstoff mit herausragenden Eigenschaften. Spinnenseide-Fäden sind hauchdünn aber extrem elastisch und zugleich so zugfest wie Stahl. Die Biotechnologie-Firma AMSilk GmbH aus Martinsried stellt das Material im Bioreaktor her: dafür wurden Bakterien zu winzigen Fabriken für das Spinnenseideprotein umfunktioniert. Mithilfe der Mikrobe Escherichia coli kann der begehrte Eiweißstoff in großen Mengen hergestellt werden.

Der Weg in eine Bioökonomie, also eine biobasierte Wirtschafts- und Lebensweise, wird nicht allein von innovativen Technologien bestimmt. Es gehen damit zahlreiche Änderungsprozesse auf gesellschaftlicher, politischer und wirtschaftlicher Ebene einher, die verstanden und gestaltet werden müssen.

Neue Konzepte zum Anbau von Nahrungsmitteln sind gefragt, um die Ernährung auch in Zukunft zu sichern. Unter dem Begriff „Urban Farming“ haben sich hier Methoden wie „Aquaponik“ als vielversprechende Alternative herausgestellt. Die Kombination von Fischen und Pflanzen, die in einem Kreislaufsystem sich gegenseitig nutzen, um beispielsweise Tomaten und Salat anzubauen, spart nicht nur Ackerflächen, sondern vor allem Düngemittel und Wasser. Das Prinzip: Was die Fische ausscheiden, wird durch Bakterien zu Pflanzendünger aufbereitet.

Kranke Pflanzen sind schwer zu heilen. Das Zusammenspiel von krankheitserregenden Bakterien und Pflanzen ist ein Thema, mit dem sich die Hallenser Arbeitsgruppe um die Pflanzengenetikerin Ulla Bonas seit Langem beschäftigt. Dabei konzentrieren sich die Wissenschaftler auf Xanthomonas-Bakterien, die vor allem Tomaten- und Paprikapflanzen befallen. Frühere Untersuchungen ergaben, dass diese Bakterien viele schädliche Proteine, sogenannte Effektoren, mithilfe einer molekularen Spritze in Pflanzenzellen einschleusen.